KR102386784B1 - Soft magnetic flake composite and method of preparing the same - Google Patents

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Abstract

본원은 연자성 플레이크 복합체, 이의 제조방법, 및 이를 포함하는 디바이스에 관한 것이다.The present application relates to a soft magnetic flake composite, a method for manufacturing the same, and a device comprising the same.

Description

연자성 플레이크 복합체 및 이의 제조방법{SOFT MAGNETIC FLAKE COMPOSITE AND METHOD OF PREPARING THE SAME} Soft magnetic flake composite and manufacturing method thereof

본원은 연자성 플레이크 복합체, 이의 제조방법, 및 이를 포함하는 디바이스에 관한 것이다.The present application relates to a soft magnetic flake composite, a method for manufacturing the same, and a device comprising the same.

전자기(electromagnetic, EM)파 흡수 필름을 사용하는 무선 자율 주행 차량과 같은 복잡한 통신 시스템에서, 전자기 (EM) 파의 특정 주파수 차단에 대한 필요성이 점점 더 중요 해지고 있다. 증가하는 안전 요구 사항으로 인해 필름은 매우 정확하고 정확한 주파수 선택성으로 작동해야 하는 반면, 상업적 사양은 매우 얇은 두께를 요구한다.In complex communication systems such as wireless autonomous vehicles that use electromagnetic (EM) wave absorbing films, the need for specific frequency blocking of electromagnetic (EM) waves becomes increasingly important. Increasing safety requirements require films to operate with very precise and precise frequency selectivity, while commercial specifications require very thin thicknesses.

무선 자율 시스템에서 특정 주파수의 표류 EM 신호로 인한 전자 오작동을 방지해야 하는 필요성에 의해, 흡수 대역폭이 좁은 EM 파장 흡수 필름에 대한 관심이 증가하고 있다. 흡수 필름이 정밀하고 정확한 주파수에서 작동하려면, 필름의 두께 편차는 목표 주파수에서 떨어진 곳으로 흡수 응답을 이동시킬 수 있으므로, 필름 두께의 편차를 최소화해야 한다. 또한, 전기 부품을 소형화하고자 하는 노력으로 인해 1/4 파장보다 얇은 필름에 대한 수요가 증가하였다. 상기 필름의 두께가 더 얇아지기 위해서는, 상기 필름은 큰 굴절률 (n =

Figure 112020137967773-pat00001
, 여기서 ε은 전기 유전율, μ는 자기 투자율)을 나타내어 상기 필름의 두께가 입사하는 EM 파에 대하여 효과적으로 더 크게 나타나야 한다. 흡수를 극대화하려면, 임피던스는 필름과 주변(surrounding)사이에서 일치되어 반사로 인한 전력 손실을 방지해야 한다. 굴절률을 높이기 위해 높은 ε의 유전체 필름을 선택할 수 있지만, 이는 주변과의 높은 특성 임피던스 (η =
Figure 112020137967773-pat00002
) 불일치를 야기한다.Due to the need to prevent electronic malfunction due to stray EM signals of specific frequencies in wireless autonomous systems, interest in EM wavelength absorbing films with narrow absorption bandwidths is increasing. For an absorber film to operate at a precise and precise frequency, variations in film thickness must be minimized, as variations in the thickness of the film can shift the absorption response away from the target frequency. In addition, the demand for films thinner than a quarter wavelength has increased due to efforts to miniaturize electrical components. In order for the film to be thinner, the film has a large refractive index (n =
Figure 112020137967773-pat00001
, where ε is electric permittivity, μ is magnetic permeability), so that the thickness of the film should be effectively larger with respect to the incident EM wave. To maximize absorption, the impedance must be matched between the film and the surrounding to prevent power loss due to reflection. A dielectric film with high ε can be selected to increase the refractive index, but this results in a high characteristic impedance with the surroundings (η =
Figure 112020137967773-pat00002
) causes inconsistencies.

이러한 문제에 대한 해결책은, 나노 또는 미크론 크기의 자기 및 유전체 유닛에서 높은 투자율과 유전율을 모두 채택할 수 있는, 자기유전체 복합체(magnetodielectric composites)에서 찾을 수 있습니다. 굴절률 (

Figure 112020137967773-pat00003
) 지수 및 상기 복합체의 특성 임피던스 (characteristic impedance,
Figure 112020137967773-pat00004
)는, 자기 및 유전체 함량의 균형을 맞춤으로써, 최적화할 수 있다. 일단 EM 파가 상기 자기유전체 매체에 들어가면, 결합된 자기 및 전기 손실 메커니즘이 효과적으로 파동을 분산시킬 수 있다.A solution to this problem can be found in magnetodielectric composites, which can employ both high permeability and permittivity in nano- or micron-sized magnetic and dielectric units. refractive index (
Figure 112020137967773-pat00003
) index and the characteristic impedance of the complex (characteristic impedance,
Figure 112020137967773-pat00004
) can be optimized by balancing the magnetic and dielectric contents. Once the EM wave enters the magnetoelectric medium, the combined magnetic and electrical loss mechanism can effectively disperse the wave.

특성 임피던스 매칭이 좋지 않더라도, 필름 두께로 파동 임피던스(wave impedance, Z in )를 조정하여 특정 주파수에서 현저히 높은 흡수가 가능하다. 파동 임피던스 매칭은 1/4 파장 조건 (즉, λ/4n)에 의해 지정된 두께에서 발생하며, 이는 흡수 주파수가 두께에 의해 제어될 수 있음을 의미한다. 이것은 흡수 주파수를 조정하는 데 유용하지만, 두께의 작은 편차가 흡수 주파수를 목표로부터 이동시킬 수 있기 때문에, 고정밀 EM 응용 분야에서는 불리할 수 있다. 고유한 두께와 주파수에서만 강하게 흡수하는 필름이 더 적합 할 수 있으며, 이는 큰 투자율과 유전율을 나타내는 자기 및 유전체 구성 요소 각각을 통합하여 구현할 수 있다.Even if the characteristic impedance matching is not good, a remarkably high absorption at a specific frequency is possible by adjusting the wave impedance (Z in ) with the film thickness. Wave impedance matching occurs at the thickness specified by the quarter-wavelength condition (ie, λ/4n), meaning that the absorption frequency can be controlled by the thickness. This is useful for tuning the absorption frequency, but can be disadvantageous for high-precision EM applications, as small variations in thickness can shift the absorption frequency away from the target. Films that strongly absorb only in their intrinsic thickness and frequency may be more suitable, which can be realized by incorporating each of magnetic and dielectric components that exhibit large permeability and permittivity.

고 유전율 유전체로서 BaTiO3는 다양한 나노 구조의 형태로 우수한 마이크로파 흡수 특성을 나타내는 것으로 나타났다. 연구에 따르면, EM 여기 인가 하에서 정방형 BaTiO3 도메인 벽 이동(domain wall movement)은 복합 유전율을 결정할 수 있으며, 이는 산소 결핍 농도(oxygen vacancy concentration)에 의해 조절될 수 있다.As a high dielectric constant, BaTiO 3 has been shown to exhibit excellent microwave absorption properties in the form of various nanostructures. According to the study, the tetragonal BaTiO 3 domain wall movement under the application of EM excitation can determine the complex permittivity, which can be controlled by the oxygen vacancy concentration.

고주파에서의 높은 투자율을 갖는 자성 재료로서, Si 또는 Al을 포함한 철 합금이 연구되고 있다. 특히, FeSiAl은 낮은 자기 결정 이방성(low magnetocrystalline anisotropy), 낮은 보자력(coercivity), 및 고온 안정성으로 인해, 상용 EM 간섭 차폐 및 흡수 필름에서 널리 사용되어 온 재료이다.As a magnetic material having high magnetic permeability at high frequency, an iron alloy including Si or Al is being studied. In particular, FeSiAl has been widely used in commercial EM interference shielding and absorbing films due to its low magnetocrystalline anisotropy, low coercivity, and high temperature stability.

투자율을 높이기 위한 다양한 전략이 실행되어 왔다. 그러나, 인가된 자기장으로부터 유도된 전류인 와전류는 일반적으로 투자율을 제한한다. 이러한 전류는 재료의 저항성을 높이거나 입자 사이의 전류 경로를 끊음으로써 감소될 수 있다. 이를 위해 구형 입자를 플레이크 형태로 평평하게 하면 투자율을 높일 수 있음이 밝혀졌다. 입자를 유기 또는 무기 재료로 만들 수 있는 절연체로 코팅하는 것도, 전기적으로 접촉하는 입자에서의 와전류 강화를 방지하는 것으로 입증되었다. 그러나 자성 입자의 제조에는 실질적인 구현에 도전적인 복잡한 화학 공정이 관련된다. Various strategies have been implemented to increase the permeability. However, eddy currents, which are currents induced from an applied magnetic field, generally limit the permeability. This current can be reduced by increasing the resistivity of the material or by breaking the current path between the particles. To this end, it has been found that the permeability can be increased by flattening the spherical particles in the form of flakes. Coating the particles with an insulator, which can be made of organic or inorganic materials, has also been demonstrated to prevent eddy current build-up in electrically contacting particles. However, the manufacture of magnetic particles involves complex chemical processes that are challenging for practical implementation.

대한민국 등록특허공보 제10-1572459호.Republic of Korea Patent Publication No. 10-1572459.

본원은 연자성 플레이크 복합체, 이의 제조방법, 및 이를 포함하는 디바이스를 제공하고자 한다.An object of the present application is to provide a soft magnetic flake composite, a method for manufacturing the same, and a device including the same.

그러나, 본원이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the problems to be solved by the present application are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본원의 제 1 측면은, 연자성 플레이크 및 유전체 입자를 포함하는, 연자성 플레이크 복합체를 제공한다:A first aspect of the present disclosure provides a soft magnetic flake composite comprising: a soft magnetic flake and a dielectric particle:

본원의 제 2 측면은, (a) 유전체 입자 전구체 혼합물을 분쇄 후 열처리하여 유전체 입자를 제조하는 것; 및 (b) 연자성 플레이크 및 상기 유전체 입자를 고분자 수지에 혼합하여 제조되는 혼합물에 열 프레스를 수행하여 연자성 플레이크 복합체를 수득하는 것을 포함하는, 제 1 측면에 따른 연자성 플레이크 복합체의 제조방법을 제공한다.A second aspect of the present disclosure includes: (a) pulverizing a dielectric particle precursor mixture and then heat-treating to prepare dielectric particles; and (b) performing a heat press on a mixture prepared by mixing the soft magnetic flakes and the dielectric particles with a polymer resin to obtain a soft magnetic flake composite. A method for producing a soft magnetic flake composite according to the first aspect, to provide.

본원의 제 3 측면은, 제 1 측면에 따른 연자성 플레이크 복합체를 포함하는, 디바이스를 제공한다. A third aspect of the present disclosure provides a device comprising the soft magnetic flake composite according to the first aspect.

본원의 구현예들에 있어서, 상기 유전체 입자를 상기 연자성 플레이크 복합체에 포함함으로써, 상기 연자성 플레이크의 유전율, 투자율, 포화자속밀도 및 유효 굴절률에서 선택되는 하나 이상을 향상시키는 것일 수 있다. 여기서, 상기 유전체 입자가 상기 연자성 플레이크 사이에 포함됨으로써, 와전류의 손실을 저하시키고 상기 연자성 플레이크 표면에 일어나는 물리적인 스트레스와 변형으로 인해 포화자속밀도가 향상되고, 투자율 또한 향상될 수 있다. In the embodiments of the present application, by including the dielectric particles in the soft magnetic flake composite, one or more selected from dielectric constant, magnetic permeability, saturation magnetic flux density, and effective refractive index of the soft magnetic flake may be improved. Here, since the dielectric particles are included between the soft magnetic flakes, the loss of eddy current is reduced, the saturation magnetic flux density is improved due to physical stress and deformation occurring on the surface of the soft magnetic flakes, and the magnetic permeability can also be improved.

본원의 구현예들에 있어서, 상기 연자성 플레이크가 적층 구조로 배열되어 있을 때, 상기 연자성 플레이크 간에 일어나는 와전류는 자성 성질을 상쇄시킬 수 있으나, 상기 적층구조의 연자성 플레이크 사이에 상기 유전체 입자를 첨가하면, 상기 연자성 플레이크 사이에 일어나는 와전류를 상쇄시키고 이를 통해 자성 성질을 극대화할 수 있다. 와전류로 인한 자성 성질 손실을 억제하기 위하여 종래의 연구들은 SiO2, Al2O3, TiO2 등의 물질들을 FeSiAl에 습식 공정 과정을 통해 혼합한 바 있으나, 상기 습식 공정에 의하면 물질들의 산화로 인해 기존의 FeSiAl의 자성 성질을 그대로 유지하지 못하는 문제점이 있었다. 그러나, 본원의 연자성 플레이크 복합체는 건식 공정을 사용하여, 상기 복합체에 포함되는 물질의 고유 특성은 유지하면서 각 특성을 오히려 향상시킨 점에서 의의가 있다 (도 3e 및 도 3f). In the embodiments of the present application, when the soft magnetic flakes are arranged in a stacked structure, the eddy current occurring between the soft magnetic flakes may cancel the magnetic properties, but the dielectric particles are formed between the soft magnetic flakes of the stacked structure. When added, the eddy current occurring between the soft magnetic flakes is canceled and magnetic properties can be maximized through this. In order to suppress the loss of magnetic properties due to eddy current, conventional studies have mixed materials such as SiO 2 , Al 2 O 3 , and TiO 2 with FeSiAl through a wet process. There was a problem in that the existing magnetic properties of FeSiAl could not be maintained. However, the soft magnetic flake composite of the present application is significant in that each property is rather improved while maintaining the intrinsic properties of the material included in the composite by using a dry process ( FIGS. 3E and 3F ).

본원의 구현예들에 있어서, 상기 연자성 플레이크 사이에 상기 유전체 입자들을 첨가하고 열 프레스함으로써, 상기 유전체 입자에 의하여 상기 연자성 플레이크의 표면에 물리적 스트레스가 가해지고, 상기 연자성 플레이크의 원자 구조 변형이 나타남에 따라 포화자속밀도가 향상될 수 있다.In the embodiments of the present application, by adding and heat pressing the dielectric particles between the soft magnetic flakes, a physical stress is applied to the surface of the soft magnetic flakes by the dielectric particles, and the atomic structure of the soft magnetic flakes is deformed. As this appears, the saturation magnetic flux density may be improved.

본원의 구현예들에 있어서, 상기 연자성 플레이크 사이에 상기 유전체 입자를 첨가함으로써, 상기 연자성 플레이크 복합체의 유전율이 향상될 수 있다. In the embodiments of the present disclosure, the dielectric constant of the soft magnetic flake composite may be improved by adding the dielectric particles between the soft magnetic flakes.

본원의 구현예들에 있어서, 상기 연자성 플레이크 복합체는 마이크로웨이브를 흡수하는 것일 수 있다. 본원의 구현예들에 따른 상기 연자성 플레이크 복합체는 더욱 향상된 투자율 및 유전율을 나타내며, 유효 굴절률은 투자율 및 유전율의 실수 부분의 곱이므로, 유효 굴절률 또한 향상될 수 있다. 이러한 유효 굴절률의 향상은 상기 연자성 플레이크 복합체가 마이크로웨이브 흡수제로서 사용될 때 요구되는 상기 흡수제의 두께를 감소시킬 수 있다. 즉, 필름 형태의 마이크로웨이브 흡수제 사용시, 유효 굴절률이 클수록 최대 마이크로웨이브 흡수능을 가지는 흡수 필름의 두께는 감소될 수 있다. 따라서, 본원의 일 구현예에 따른 상기 연자성 플레이크 복합체를 마이크로웨이브 흡수 필름 소재로써 사용하는 경우, 종래의 연자성 플레이크 복합체보다 얇은 두께에서 마이크로웨이브 흡수가 가능하다.In the embodiments of the present application, the soft magnetic flake composite may absorb microwaves. The soft magnetic flake composite according to the embodiments of the present application exhibits more improved magnetic permeability and dielectric constant, and since the effective refractive index is a product of the real part of the magnetic permeability and the dielectric constant, the effective refractive index may also be improved. Such improvement of the effective refractive index can reduce the thickness of the absorbent required when the soft magnetic flake composite is used as a microwave absorber. That is, when the microwave absorbent in the form of a film is used, as the effective refractive index increases, the thickness of the absorber film having the maximum microwave absorption capacity may be reduced. Therefore, when the soft magnetic flake composite according to an embodiment of the present application is used as a microwave absorbing film material, microwave absorption is possible at a thinner thickness than the conventional soft magnetic flake composite.

본원의 구현예들에 있어서, 반사손실 맵을 통해 확인할 수 있는 반사손실 값이 최저가 되는 지점에 의해 마이크로파 흡수율이 최대가 되는 파장(f), 필름의 두께(T) 및 두께 대비 파장 (λ:T)을 수득할 수 있으며, 본원의 구현예들에 따른 상기 연자성 플레이크 복합체를 이용하여 측정되는 마이크로웨이브 흡수율이 최대인 지점에 상응하는 필름의 두께는 종래의 필름과 대비하여 약 2배까지 얇아질 수 있다.In the embodiments of the present application, the wavelength (f) at which the microwave absorption is maximized by the point at which the return loss value that can be confirmed through the reflection loss map is the lowest, the thickness (T) of the film, and the wavelength versus the thickness (λ:T ) can be obtained, and the thickness of the film corresponding to the point at which the microwave absorption rate measured using the soft magnetic flake composite according to the embodiments of the present application is maximum is about twice as thin as that of the conventional film. can

본원의 구현예들에 있어서, 본 발명자들은 단순히 강유전성 BaTiO3 미립자를 연자성 FeSiAl 플레이크 복합체(composites)에 혼합함으로써, 연자성 복합체의 투자율과 유전율의 동시 증가를 입증한다. BaTiO3 입자를 추가하면 두 가지 경로를 통해 복합체의 투자율이 향상된다. 첫째, BaTiO3 입자는 접촉하는 FeSiAl 플레이크를 분리하여 와전류 손실을 줄이고 복합 투자율을 증가시킨다. 둘째, 추가된 BaTiO3 입자의 부피는, 고정된 치수의 몰드에 열 프레스할 때, FeSiAl 플레이크에 더 많은 스트레스를 가하며, 이는 고주파 투자율을 향상시키는 포화 자화를 증가시킨다. 동시에, BaTiO3 입자의 강유전성 특성은 복합 유전율을 증가시키며, 이는 산소 결핍 함량 조정에 의해 추가적으로 조절될 수 있다. FeSiAl과 BaTiO3의 다양한 질량비에서, 상기 복합체(composite)는 투자율과 유전율이 향상되어 굴절률이 약 25% 내지 약 144% 향상되고 필름 두께가 감소하는 동시에, 1 GHz 미만에서 최대 60 dB의 반사 손실이 발생함을 보여준다. 파동 임피던스 매칭을 통해, 상기 금속유전성 복합체는 자유 공간에서 1/4 파장보다 10 배 더 얇은 고유한 두께로 완벽한 흡수를 나타낼 수 있다.In the embodiments of the present application, the present inventors demonstrate the simultaneous increase of the magnetic permeability and the dielectric constant of the soft magnetic composite by simply mixing the ferroelectric BaTiO 3 fine particles into the soft magnetic FeSiAl flake composites. Adding BaTiO 3 particles improves the permeability of the composite through two pathways. First, the BaTiO 3 particles separate the FeSiAl flakes in contact, reducing the eddy current loss and increasing the composite permeability. Second, the added volume of BaTiO 3 particles puts more stress on the FeSiAl flakes when hot pressed into a mold of fixed dimensions, which increases the saturation magnetization, which improves the high-frequency permeability. At the same time, the ferroelectric properties of BaTiO 3 particles increase the composite permittivity, which can be further controlled by adjusting the oxygen deficiency content. At various mass ratios of FeSiAl and BaTiO 3 , the composite exhibits improved magnetic permeability and dielectric constant, resulting in a refractive index improvement of about 25% to about 144%, and a decrease in film thickness, while at the same time exhibiting a return loss of up to 60 dB below 1 GHz. shows that it occurs. Through wave impedance matching, the metal dielectric complex can exhibit perfect absorption with an inherent thickness that is 10 times thinner than a quarter wavelength in free space.

도 1은, 본원의 구현예들에 따른 연자성 플레이크 복합체 및 이의 효과에 관한 모식도이다.
도 2는 FeSiAl 플레이크 및 DBTO 입자의 특성에 관한 것으로서, 도 2a는 FeSiAl 플레이크 파우더의 SEM 이미지(삽입도는 FeSiAl 파우더의 사진)이며, 도 2b는 폴리우레탄 내에서의 40 wt% FeSiAl의 XRD 스펙트라 (열 프레스 전: 흑색, 후: 적색)이다. 또한, 도 2c는 DBTO 입자의 SEM 이미지(삽입도는 DBTO 파우더의 사진)이며, 도 2d는 DBTO 입자의 XRD 스펙트럼이고, 도 2e는 본원의 일 구현예에 따른 연자성 플레이크 복합체의 제조 공정에 대한 모식도이다.
도 3a는 열 프레스 처리한 60 wt% FeSiAl 및 40 wt% FeSiAl 레퍼런스 샘플의 XRD 스펙트라 및 (200) 피크 강도와 (110) 피크 강도의 비를 나타낸 것이고, 도 3b는 열 프레스 처리 전 60 wt% FeSiAl 및 40 wt% FeSiAl 레퍼런스 샘플의 XRD 스펙트라 및 (200) 피크 강도와 (110) 피크 강도의 비를 나타낸 것이다.
도 4a 내지 도 4d는 각각 본원의 일 실시예에 따른 (a) 60 wt% FeSiAl 레퍼런스, (b) 60 wt% FeSiAl - 10 wt% DBTO 입자 복합체, (c) 40 wt% FeSiAl 레퍼런스 및 (d) 40 wt% FeSiAl - 30 wt% DBTO 입자 복합체 샘플의 단면에 대한 SEM 이미지이며, 도 4e 및 도 4f는 각각 (e) 레퍼런스 및 (f) FeSiAl-DBTO 입자 복합체에 대한 FeSiAl 플레이크의 와전류 모식도를 나타낸 것이다.
도 5a는 60 wt% FeSiAl-10 wt% DBTO 입자 복합체 (적색 실선), 60 wt% FeSiAl-10 wt% WBTO 입자 복합체(연한 적색 실선), 및 60 wt% FeSiAl 레퍼런스 샘플 (흑색 점선)의 자성 히스테리시스 루프를 나타낸 것이고, 도 5b는 40 wt% FeSiAl-30 wt% DBTO 입자 복합체(청색 실선), 40 wt% FeSiAl -30 wt% WBTO 입자 복합체(연한 청색 실선), 및 40 wt% FeSiAl 레퍼런스 샘플(흑색 점선)의 자성 히스테리시스 루프를 나타낸 것이다.
도 6a 및 도 6b는 각각 주파수의 함수로 측정된 복합 투자율 및 복합 유전율을 나타낸 것으로서, 실제 값과 예상 값은 각각 실선과 점선으로 나타내었다 [(70 wt%-x)FeSiAl - xDBTO 입자 복합체, 여기서, x =10 wt% (적색), 30 wt% (청색), 40 wt% (녹색), 및 60 wt% (보라색), 및 이에 상응하는FeSiAl 레퍼런스 샘플 (흑색)임, (70 wt% - x) FeSiAl-xWBTO 입자 복합체(각각의 연한색상)의 복합 유전율].
도 7은 각각 주파수의 함수로 나타낸 굴절율이다 [(70 wt%-x)FeSiAl-xDBTO 입자 복합체 (진한 색상), (70 wt%-x)FeSiAl-xWBTO 입자 복합체(연한 색상), 여기서, x =10 wt% (적색), 30 wt% (청색), 40 wt% (녹색), 및 60 wt% (보라색), 및 이에 상응하는 FeSiAl 레퍼런스 샘플 (흑색)임].
도 8a 및 8b는 각각 두께 및 주파수의 함수로 계산된 (a) 반사손실 및 (b) 복합 파동 임피던스 매칭 조건 [40 wt% FeSiAl-30 wt% DBTO 입자 복합체 (왼쪽) 및 이에 상응하는 FeSiAl 레퍼런스 복합체 (오른쪽)]으로서,

Figure 112020137967773-pat00005
= 1 (적색) 및
Figure 112020137967773-pat00006
= 0 (청색) 조건은 파장 임피던스가 공기와 일치함을 나타낸다. 또한, 도 8c는 두께 7.6 mm에서의 반사 손실 및 복합 파동 임피던스 스펙트라 [(a) 및 (b)의 점선에서) 40 wt%FeSiAl- 30 wt%DBTO 입자 복합체 (왼쪽) 및 이에 상응하는 FeSiAl 레퍼런스 샘플(오른쪽 패널)]를 나타낸 것이다.
도 9는 각각 (a) x =10 wt%, (b) 30 wt%, (c) 40 wt%, 및 (d) 60 wt%에서, (70 wt%-x) FeSiAl - xDBTO 입자 복합체 (왼쪽 패널), (70 wt%-x) FeSiAl - xWBTO입자 복합체 (가운데 패널) (70 wt%-x) FeSiAl 레퍼런스 (오른쪽 패널)에 대한 두께 및 주파수의 함수로 계산된 반사손실을 나타낸 것으로서, 삽입된 수치는 복합체의 굴절률로부터 계산된 λ/4n 두께를 나타낸다. 여기서, 각각의 표는 반사 손실 맵(map)으로부터 얻은 샘플의 목표 주파수 및 두께, 그리고 상응하는 두께 대 파장을 나타내는 것으로서, x = 40 wt% 및 60 wt% 인 FeSiAl 레퍼런스의 경우, 목표 주파수가 1 MHz 내지 1,000 MHz 범위를 벗어나므로, 파장과 두께는 범위로서 표시되었다.
도 10a는 40 wt% FeSiAl - 30 wt% DBTO입자 복합체의 두께 및 파장의 함수로 계산된 반사 손실(위) 및 복합 파동 임피던스 (중간 및 아래)를 나타낸 것이고, 도 10b는 5 mm, 10 mm 및 15 mm 두께에서, 40 wt% FeSiAl-30 wt% DBTO 입자 복합체의 반사 손실 및 복합 파동 임피던스 프로필을 나타낸 것이다.
도 11a는 FeSiAl 60wt% 복합체와 FeSiAl 60 wt% + TiO2 10 wt% 복합체의 포화 자속밀도를 비교한 결과이며, 도 11b는 FeSiAl 40 wt% 복합체와 FeSiAl 40 wt% + TiO2 30 wt% 복합체의 포화 자속밀도를 비교한 결과이다.1 is a schematic diagram of a soft magnetic flake composite and its effects according to embodiments of the present application.
Figure 2 relates to the properties of FeSiAl flakes and DBTO particles, Figure 2a is an SEM image of FeSiAl flake powder (inset is a photograph of FeSiAl powder), Figure 2b is an XRD spectra of 40 wt% FeSiAl in polyurethane ( before heat press: black, after: red). In addition, FIG. 2c is an SEM image of DBTO particles (inset is a photograph of DBTO powder), FIG. 2d is an XRD spectrum of DBTO particles, and FIG. 2e is a manufacturing process of a soft magnetic flake composite according to an embodiment of the present application. it is a schematic diagram
3a is XRD spectra and the ratio of (200) and (110) peak intensities of 60 wt% FeSiAl and 40 wt% FeSiAl reference samples subjected to heat press treatment are shown, and Figure 3b is 60 wt% FeSiAl and 40 wt% before heat press treatment The XRD spectra of the % FeSiAl reference sample and the ratio of the (200) peak intensity to the (110) peak intensity are shown.
4a to 4d are respectively (a) 60 wt% FeSiAl reference, (b) 60 wt% FeSiAl - 10 wt% DBTO particle composite, (c) 40 wt% FeSiAl reference and (d) according to an embodiment of the present application. It is a SEM image of a cross-section of a 40 wt% FeSiAl - 30 wt% DBTO particle composite sample, and FIGS. 4e and 4f show an eddy current schematic diagram of FeSiAl flakes for (e) reference and (f) FeSiAl-DBTO particle composites, respectively. .
Figure 5a shows the magnetic hysteresis of 60 wt% FeSiAl-10 wt% DBTO particle composite (solid red line), 60 wt% FeSiAl-10 wt% WBTO particle composite (light red solid line), and 60 wt% FeSiAl reference sample (black dashed line). A loop is shown, and FIG. 5b is a 40 wt% FeSiAl-30 wt% DBTO particle composite (solid blue line), 40 wt% FeSiAl-30 wt% WBTO particle composite (light blue solid line), and a 40 wt% FeSiAl reference sample (black line). The dotted line) shows the magnetic hysteresis loop.
6a and 6b show the composite permeability and the composite permittivity measured as a function of frequency, respectively, and the actual and expected values are indicated by solid and dotted lines, respectively [(70 wt%- x )FeSiAl- x DBTO particle composite, where x = 10 wt % (red), 30 wt % (blue), 40 wt % (green), and 60 wt % (purple), and the corresponding FeSiAl reference sample (black), (70 wt % - x ) composite permittivity of FeSiAl- x WBTO particle composites (each in light colors)].
7 is the refractive index as a function of frequency, respectively [(70 wt%- x )FeSiAl- x DBTO particle composite (dark color), (70 wt%- x )FeSiAl- x WBTO particle composite (light color), where x = 10 wt% (red), 30 wt% (blue), 40 wt% (green), and 60 wt% (purple), and the corresponding FeSiAl reference sample (black)].
8a and 8b show (a) return loss and (b) complex wave impedance matching conditions calculated as a function of thickness and frequency, respectively [40 wt% FeSiAl-30 wt% DBTO particle composite (left) and the corresponding FeSiAl reference composite) (right)] as
Figure 112020137967773-pat00005
= 1 (red) and
Figure 112020137967773-pat00006
The condition = 0 (blue) indicates that the wavelength impedance matches air. In addition, Fig. 8c shows the return loss and complex wave impedance spectra at a thickness of 7.6 mm [in the dashed lines in (a) and (b)) of a 40 wt%FeSiAl-30 wt%DBTO particle composite (left) and the corresponding FeSiAl reference sample. (right panel)].
9 shows (70 wt% -x ) FeSiAl- x DBTO particle composites at (a) x =10 wt%, (b) 30 wt%, (c) 40 wt%, and (d) 60 wt%, respectively; Left panel), (70 wt%- x ) FeSiAl- x WBTO particle composite (middle panel) (70 wt%- x ) FeSiAl reference (right panel) as a function of thickness and frequency for the calculated return loss, The inset represents the λ/4n thickness calculated from the refractive index of the composite. Here, each table shows the target frequency and thickness of the sample obtained from the return loss map, and the corresponding thickness versus wavelength, where for the FeSiAl reference with x = 40 wt% and 60 wt%, the target frequency is 1 Outside the MHz to 1,000 MHz range, wavelengths and thicknesses are expressed as ranges.
Figure 10a shows the calculated return loss (top) and composite wave impedance (middle and bottom) as a function of thickness and wavelength of a 40 wt% FeSiAl-30 wt% DBTO particle composite, and Figure 10b shows 5 mm, 10 mm and The return loss and composite wave impedance profiles of 40 wt% FeSiAl-30 wt% DBTO particle composites at 15 mm thickness are shown.
Figure 11a is the result of comparing the saturation magnetic flux density of the FeSiAl 60wt% composite and FeSiAl 60wt% + TiO 2 10wt% composite, Figure 11b is the FeSiAl 40wt% composite and FeSiAl 40wt% + TiO 2 30wt% composite This is the result of comparing the saturation magnetic flux density.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 구현예 및 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 구현예 및 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, embodiments and examples of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily carry out. However, the present application may be embodied in several different forms and is not limited to the embodiments and examples described herein. And in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. Throughout this specification, when a part is "connected" with another part, this includes not only the case where it is "directly connected" but also the case where it is "electrically connected" with another element interposed therebetween. do.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.Throughout this specification, when a member is said to be located “on” another member, this includes not only a case in which a member is in contact with another member but also a case in which another member is present between the two members.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout this specification, when a part "includes" a certain element, it means that other elements may be further included, rather than excluding other elements, unless otherwise stated.

본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. As used herein, the terms "about," "substantially," and the like are used in a sense at or close to the numerical value when the manufacturing and material tolerances inherent in the stated meaning are presented, and to aid in the understanding of the present application. It is used to prevent an unconscionable infringer from using the mentioned disclosure in an unreasonable way.

본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 “~ 하는 단계” 또는 “~의 단계”는 “~를 위한 단계”를 의미하지 않는다.As used throughout this specification, the term “step of doing” or “step of” does not mean “step for”.

본원 명세서 전체에서, 마쿠시 형식의 표현에 포함된 "이들의 조합(들)"의 용어는 마쿠시 형식의 표현에 기재된 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 혼합 또는 조합을 의미하는 것으로서, 상기 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 의미한다.Throughout this specification, the term "combination(s) of these" included in the expression of the Markush form means one or more mixtures or combinations selected from the group consisting of the components described in the expression of the Markush form, It means to include one or more selected from the group consisting of the above components.

본원 명세서 전체에서, "A 및/또는 B"의 기재는, "A 또는 B, 또는 A 및 B"를 의미한다.Throughout this specification, reference to “A and/or B” means “A or B, or A and B”.

이하, 본원의 구현예를 상세히 설명하였으나, 본원이 이에 제한되지 않을 수 있다.Hereinafter, embodiments of the present application have been described in detail, but the present application may not be limited thereto.

본원의 제 1 측면은, 연자성 플레이크 및 유전체 입자를 포함하는, 연자성 플레이크 복합체를 제공한다.A first aspect of the present disclosure provides a soft magnetic flake composite comprising a soft magnetic flake and a dielectric particle.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 연자성 플레이크는 적층 구조로 배열되는 것이고, 상기 연자성 플레이크 사이에 유전체 입자들이 포함되는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. In one embodiment of the present application, the soft magnetic flakes are arranged in a stacked structure, and dielectric particles may be included between the soft magnetic flakes, but may not be limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 연자성 플레이크는 FeAlSi, Fe-Si 합금, Ni-Fe 합금, 및 MOx·Fe2O3에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것이고, 상기 M은 Ni, Mn 또는 Zn이고, 0≤x<3일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 본원의 일 구현예에 있어서, 상기 연자성 플레이크는 FeAlSi일 수 있다. 여기서, 상기 연자성 플레이크는 마이크로웨이브 대역에서 높은 투자율 및 포화자속밀도를 가지는 물질로서, 주로 전자파 흡수 용도로 사용되는 물질이다. In one embodiment of the present application, the soft magnetic flakes include at least one selected from FeAlSi, Fe-Si alloy, Ni-Fe alloy, and MO x ·Fe 2 O 3 , wherein M is Ni, Mn or Zn, and may be 0≤x<3, but may not be limited thereto. In one embodiment of the present application, the soft magnetic flakes may be FeAlSi. Here, the soft magnetic flake is a material having high magnetic permeability and saturation magnetic flux density in the microwave band, and is mainly used for electromagnetic wave absorption.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 유전체 입자는 BaTiO3-y ,TiO2-z, Si, Ge, Sn, SiC, S8, Se, Te, BN, BP, BAs, ZnO, ZnSe, ZnS, ZnTe, CuCl, Cu2S, PbSe, PbS, ObTe, SnS, SnS2, SnTe, B12As2, AlN, AlP, AlP, AlAs, AlSb, GaN, GaP, GaAs, GaSb, CdS, CdSe, CdTe, InGaP, InGaN, InN, InP, InAs, InSb, PbSeTe, Tl2SnTe5, Tl2GeTe5, Bi2Te3, Cd3P2, Cd3As2, Cd3Sb2, ZnsP2, Zn3As2, Zn3Sb2, Cu2O, CuO, UO2, UO3, Bi2O3, SnO2, SrTiO3, LiNbO3, La2CuO4, PbI2, MoS2, VO2, V2O3, GaSe, Bi2S3, NiO, CuInSe2, Ag2S, FeS2, Cu2ZnSnS4, CuZnSbS, Cu2SnS3, Si1-xGex, Si1-xSnx, AlxGa1-xAs, InxGa1-xAs, InxGa1-xP, AlxIn1-xAs, AlxIn1-xSb, GaAsN, GaAsP, GaAsSb, AlGaN, AlGaP, InGaN, InAsSb, InGaSb, AlGaInP, AlGaAsP, IGaAsP, InGaAsSb, InAsSbP, AlInAsP, AlGaAsN, InGaAsN, InAsAsN, GaAsSbN, GaInNAsSb, GaInAsSbP, CdZnTe, HgCdTe, HgZnTe, HgZnSe, 및 Cu(In,Ga)Se2에서 선택되는 하나 이상의 물질을 포함하며, 0≤y<3이고, 0≤z<2일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 여기서, 상기 유전체 입자는 GHz 대역에서 높은 유전율을 나타내는 비자성 물질로서, 자성 성질 및 투자율이 없는 물질이다. In one embodiment of the present application, the dielectric particles are BaTiO 3-y , TiO 2-z , Si, Ge, Sn, SiC, S 8 , Se, Te, BN, BP, BAs, ZnO, ZnSe, ZnS, ZnTe , CuCl, Cu 2 S, PbSe, PbS, ObTe, SnS, SnS 2 , SnTe, B 12 As 2 , AlN, AlP, AlP, AlAs, AlSb, GaN, GaP, GaAs, GaSb, CdS, CdSe, CdTe, InGaP , InGaN, InN, InP, InAs, InSb, PbSeTe, Tl 2 SnTe 5 , Tl 2 GeTe 5 , Bi 2 Te 3 , Cd 3 P 2 , Cd 3 As 2 , Cd 3 Sb 2 , ZnsP 2 , Zn 3 As 2 , Zn 3 Sb 2 , Cu 2 O, CuO, UO 2 , UO 3 , Bi 2 O 3 , SnO 2 , SrTiO 3 , LiNbO 3 , La 2 CuO 4 , PbI 2 , MoS 2 , VO 2 , V 2 O 3 , GaSe, Bi 2 S 3 , NiO, CuInSe 2 , Ag 2 S, FeS 2 , Cu 2 ZnSnS 4 , CuZnSbS, Cu 2 SnS 3 , Si 1-x Ge x , Si 1-x Sn x , AlxGa 1-x As, InxGa 1-x As, In x Ga 1-x P, Al x In 1-x As, Al x In 1-x Sb, GaAsN, GaAsP, GaAsSb, AlGaN, AlGaP, InGaN, InAsSb, InGaSb, AlGaInP, AlGaAsP, IGaAsP, InGaAsSb, InAsSbP, AlInAsP, AlGaAsN, InGaAsN, InAsAsN, GaAsSbN, GaInNAsSb, GaInAsSbP, CdZnTe, HgCdTe, HgZnTe, HgZnSe, and Cu(In,Ga)Se 2 containing one or more materials selected from 0 ≤y<3, and may be 0≤z<2, but may not be limited thereto. Here, the dielectric particle is a nonmagnetic material exhibiting a high dielectric constant in the GHz band, and is a material having no magnetic properties and no magnetic permeability.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 유전체 입자는 축방향 산소 결핍된 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 본원의 일 구현예에 있어서, 상기 유전체 입자는 축방향 산소 결핍되지 않은 BaTiO3 (y=0; 이하, "WBTO"라고도 함) 또는 축방향 산소 결핍된 BaTiO3-y (0<y<3; 이하, "DBTO"라고도 함)일 수 있다. 본원의 일 구현예에 있어서, 상기 유전체 입자는 축방향 산소 결핍되지 않은 TiO2 (z=0) 또는 축방향 산소 결핍된 TiO2-z (0<z<2)일 수 있다. In one embodiment of the present application, the dielectric particles may be oxygen-deficient in the axial direction, but may not be limited thereto. In one embodiment of the present application, the dielectric particles are axially deoxygenated BaTiO 3 (y=0; hereinafter also referred to as “WBTO”) or axially oxygenated BaTiO 3-y (0<y<3; Hereinafter, also referred to as "DBTO"). In one embodiment of the present application, the dielectric particles may be non-axially oxygen-deficient TiO 2 (z=0) or axially oxygen-deficient TiO 2-z (0<z<2).

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 유전체 입자는 BaTiO2, BaTiO3, 또는 TiO2일 수 있다. In one embodiment of the present application, the dielectric particles may be BaTiO 2 , BaTiO 3 , or TiO 2 .

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 연자성 플레이크와 상기 유전체 입자는 중량비는 약 8 : 1 내지 약 1 : 8일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 연자성 플레이크와 상기 유전체 입자는 중량비 약 8 : 1 내지 약 1 : 8, 약 8 : 1 내지 약 1 : 6, 약 8 : 1 내지 약 1 : 4, 약 8 : 1 내지 약 3 : 4, 약 8 : 1 내지 약 1 : 2, 약 8 : 1 내지 약 1 : 1, 약 8 : 1 내지 약 4 : 3, 약 8 : 1 내지 약 2 : 1, 약 8 : 1 내지 약 4 : 1, 약 8 : 1 내지 약 6 : 1, 약 6 : 1 내지 약 1 : 8, 약 6 : 1 내지 약 1 : 6, 약 6 : 1 내지 약 1 : 4, 약 6 : 1 내지 약 3 : 4, 약 6 : 1 내지 약 1 : 2, 약 6 : 1 내지 약 1 : 1, 약 6 : 1 내지 약 4 : 3, 약 6 : 1 내지 약 2 : 1, 약 6 : 1 내지 약 4 : 1, 약 4 : 1 내지 약 1 : 8, 약 4 : 1 내지 약 1 : 6, 약 4 : 1 내지 약 1 : 4, 약 4 : 1 내지 약 3 : 4, 약 4 : 1 내지 약 1 : 2, 약 4 : 1 내지 약 1 : 1, 약 4 : 1 내지 약 4 : 3, 약 4 : 1 내지 약 2 : 1, 약 2: 1 내지 약 1 : 8, 약 2 : 1 내지 약 1 : 6, 약 2 : 1 내지 약 1 : 4, 약 2 : 1 내지 약 3 : 4, 약 2 : 1 내지 약 1 : 2, 약 2 : 1 내지 약 1 : 1, 약 2 : 1 내지 약 4 : 3, 약 4 : 3 내지 약 1 : 8, 약 4 : 3 내지 약 1 : 6, 약 4 : 3 내지 약 1 : 4, 약 4 : 3 내지 약 3 : 4, 약 4 : 3 내지 약 1 : 2, 약 4 : 3 내지 약 1 : 1, 약 1 : 1 내지 약 1 : 8, 약 1 : 1 내지 약 1 : 6, 약 1 : 1 내지 약 1 : 4, 약 1 : 1 내지 약 3 : 4, 약 1 : 1 내지 약 1 : 2, 약 1 : 2 내지 약 1 : 8, 약 1 : 2 내지 약 1 : 6, 약 1 : 2 내지 약 1 : 4, 약 1 : 2 내지 약 3 : 4, 약 3 : 4 내지 약 1 : 8, 약 3 : 4 내지 약 1 : 6, 약 3 : 4 내지 약 1 : 4, 약 1 : 4 내지 약 1 : 8, 약 1 : 4 내지 약 1 : 6, 또는 약 1 : 6 내지 약 1 : 8일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 본원의 일 구현예에 있어서, 상기 연자성 플레이크와 상기 유전체 입자는 중량비는 약 6 : 1, 약 4 : 3, 약 3 : 4, 또는 약 1 : 6일 수 있다. In one embodiment of the present application, the weight ratio of the soft magnetic flakes and the dielectric particles may be from about 8:1 to about 1:8, but may not be limited thereto. For example, the soft magnetic flake and the dielectric particle may have a weight ratio of about 8:1 to about 1:8, about 8:1 to about 1:6, about 8:1 to about 1:4, about 8:1 to about 3: 4, about 8:1 to about 1: 2, about 8:1 to about 1:1, about 8:1 to about 4:3, about 8:1 to about 2: 1, about 8:1 to about 4:1, about 8:1 to about 6:1, about 6:1 to about 1:8, about 6:1 to about 1:6, about 6:1 to about 1:4, about 6:1 to about 3: 4, about 6: 1 to about 1: 2, about 6: 1 to about 1:1, about 6: 1 to about 4: 3, about 6: 1 to about 2: 1, about 6: 1 to about 4:1, about 4:1 to about 1:8, about 4:1 to about 1:6, about 4:1 to about 1:4, about 4:1 to about 3:4, about 4:1 to about 1 : 2, about 4 : 1 to about 1 : 1, about 4 : 1 to about 4: 3, about 4 : 1 to about 2 : 1, about 2 : 1 to about 1 : 8, about 2 : 1 to about 1 : 6, about 2 : 1 to about 1 : 4, about 2 : 1 to about 3 : 4, about 2 : 1 to about 1 : 2, about 2 : 1 to about 1:1, about 2 : 1 to about 4:3, about 4:3 to about 1:8, about 4:3 to about 1:6, about 4:3 to about 1:4, about 4:3 to about 3:4, about 4:3 to about 1:2, about 4:3 to about 1:1, about 1:1 to about 1:8, about 1:1 to about 1:6, about 1:1 to about 1:4, about 1:1 to about 3: 4, about 1:1 to about 1: 2, about 1: 2 to about 1: 8, about 1: 2 to about 1: 6, about 1: 2 to about 1: 4, about 1: 2 to about 3: 4, about 3: 4 to about 1: 8, about 3: 4 to about 1: 6, about 3: 4 to about 1: 4, about 1: 4 to about 1: 8, about 1: 4 to about 1: 6, or about 1: 6 to about 1: 8, but may not be limited thereto. In one embodiment of the present application, the weight ratio of the soft magnetic flakes and the dielectric particles may be about 6:1, about 4:3, about 3:4, or about 1:6.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 유전체 입자를 상기 연자성 플레이크 복합체에 포함함으로써, 상기 연자성 플레이크의 유전율, 투자율, 포화자속밀도 및 유효 굴절률에서 선택되는 하나 이상을 향상시키는 것일 수 있다. 여기서, 상기 유전체 입자가 상기 연자성 플레이크 사이에 포함됨으로써, 와전류의 손실을 저하시키고 상기 연자성 플레이크 표면에 일어나는 물리적인 스트레스와 변형으로 인해 포화자속밀도가 향상되고, 투자율 또한 향상될 수 있다 (도 1). In one embodiment of the present application, by including the dielectric particles in the soft magnetic flake composite, one or more selected from dielectric constant, magnetic permeability, saturation magnetic flux density, and effective refractive index of the soft magnetic flake may be improved. Here, since the dielectric particles are included between the soft magnetic flakes, the loss of eddy current is reduced, the saturation magnetic flux density is improved due to physical stress and deformation occurring on the surface of the soft magnetic flakes, and the magnetic permeability can also be improved (Fig. One).

구체적으로, 상기 연자성 플레이크가 적층 구조로 배열되어 있을 때, 상기 연자성 플레이크 간에 일어나는 와전류는 자성 성질을 상쇄시킬 수 있다. 상기 적층구조의 연자성 플레이크 사이에 상기 유전체 입자를 첨가하면, 상기 연자성 플레이크 사이에 일어나는 와전류를 상쇄시키고 이를 통해 자성 성질을 극대화할 수 있다. 와전류로 인한 자성 성질 손실을 억제하기 위하여 종래의 연구들은 SiO2, Al2O3, TiO2 등의 물질들을 FeSiAl에 습식 공정 과정을 통해 혼합한 바 있으나, 상기 습식 공정에 의하면 물질들의 산화로 인해 기존의 FeSiAl의 자성 성질을 그대로 유지하지 못하는 문제점이 있었다. 그러나, 본원의 연자성 플레이크 복합체는 건식 공정을 사용하여, 상기 복합체에 포함되는 물질의 고유 특성은 유지하면서 각 특성을 오히려 향상시킨 점에서 의의가 있다 (도 3e 및 도 3f). Specifically, when the soft magnetic flakes are arranged in a stacked structure, eddy currents occurring between the soft magnetic flakes may cancel out the magnetic properties. When the dielectric particles are added between the soft magnetic flakes of the laminated structure, eddy currents occurring between the soft magnetic flakes can be offset and magnetic properties can be maximized. In order to suppress the loss of magnetic properties due to eddy current, conventional studies have mixed materials such as SiO 2 , Al 2 O 3 , and TiO 2 with FeSiAl through a wet process. There was a problem in that the existing magnetic properties of FeSiAl could not be maintained. However, the soft magnetic flake composite of the present application is significant in that each property is rather improved while maintaining the intrinsic properties of the material included in the composite by using a dry process ( FIGS. 3E and 3F ).

또한, 상기 연자성 플레이크 사이에 상기 유전체 입자들을 첨가하고 열 프레스함으로써, 상기 유전체 입자에 의하여 상기 연자성 플레이크의 표면에 물리적 스트레스가 가해지고, 상기 연자성 플레이크의 원자 구조 변형이 나타남에 따라 포화자속밀도가 향상될 수 있다 (도 2e).In addition, by adding the dielectric particles between the soft magnetic flakes and heat pressing, physical stress is applied to the surface of the soft magnetic flakes by the dielectric particles, and the atomic structure deformation of the soft magnetic flakes appears, resulting in saturation magnetic flux. The density can be improved ( FIG. 2E ).

뿐만 아니라, 상기 연자성 플레이크 사이에 상기 유전체 입자를 첨가함으로써, 상기 연자성 플레이크 복합체의 유전율이 향상될 수 있다. In addition, by adding the dielectric particles between the soft magnetic flakes, the dielectric constant of the soft magnetic flake composite may be improved.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 연자성 플레이크 복합체는 마이크로웨이브를 흡수하는 것일 수 있다. 본원의 일 구현예에 따른 상기 연자성 플레이크 복합체는 더욱 향상된 투자율 및 유전율을 나타내며, 유효 굴절률은 투자율 및 유전율의 실수 부분의 곱이므로, 유효 굴절률 또한 향상될 수 있다. 이러한 유효 굴절률의 향상은 상기 연자성 플레이크 복합체가 마이크로웨이브 흡수제로서 사용될 때 요구되는 상기 흡수제의 두께를 감소시킬 수 있다. 즉, 필름 형태의 마이크로웨이브 흡수제 사용시, 유효 굴절률이 클수록 최대 마이크로웨이브 흡수능을 가지는 흡수 필름의 두께는 감소될 수 있다. 따라서, 본원의 일 구현예에 따른 상기 연자성 플레이크 복합체를 마이크로웨이브 흡수 필름 소재로써 사용하는 경우, 종래의 연자성 플레이크 복합체보다 얇은 두께에서 마이크로웨이브 흡수가 가능하다.In one embodiment of the present application, the soft magnetic flake composite may absorb microwaves. The soft magnetic flake composite according to the exemplary embodiment of the present application exhibits more improved magnetic permeability and dielectric constant, and since the effective refractive index is a product of the real part of the magnetic permeability and the dielectric constant, the effective refractive index may also be improved. Such improvement of the effective refractive index can reduce the thickness of the absorbent required when the soft magnetic flake composite is used as a microwave absorber. That is, when the microwave absorbent in the form of a film is used, as the effective refractive index increases, the thickness of the absorber film having the maximum microwave absorption capacity may be reduced. Therefore, when the soft magnetic flake composite according to an embodiment of the present application is used as a microwave absorbing film material, microwave absorption is possible at a thinner thickness than the conventional soft magnetic flake composite.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 연자성 플레이크 복합체의 두께는 약 0.1 μm 내지 약 5 cm일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 연자성 플레이크 복합체의 두께는 약 0.1 μm 내지 약 5 cm, 약 0.1 μm 내지 약 4 cm, 약 0.1 μm 내지 약 3 cm, 약 0.1 μm 내지 약 2 cm, 약 0.1 μm 내지 약 1 cm, 약 0.1 μm 내지 약 8 mm, 약 0.1 μm 내지 약 6 mm, 약 0.1 μm 내지 약 5 mm, 약 0.1 μm 내지 약 4 mm, 약 0.1 μm 내지 약 2 mm, 약 0.1 μm 내지 약 1 mm, 약 0.1 μm 내지 약 0.5 mm, 약 0.1 μm 내지 약 100 μm, 약 0.1 μm 내지 약 50 μm, 약 0.1 μm 내지 약 10 μm, 약 0.1 μm 내지 약 5 μm, 약 0.1 μm 내지 약 1 μm, 약 1 μm 내지 약 5 cm, 약 1 μm 내지 약 4 cm, 약 1 μm 내지 약 3 cm, 약 1 μm 내지 약 2 cm, 약 1 μm 내지 약 1 cm, 약 1 μm 내지 약 8 mm, 약 1 μm 내지 약 6 mm, 약 1 μm 내지 약 5 mm, 약 1 μm 내지 약 4 mm, 약 1 μm 내지 약 2 mm, 약 1 μm 내지 약 1 mm, 약 1 μm 내지 약 0.5 mm, 약 1 μm 내지 약 100 μm, 약 1 μm 내지 약 50 μm, 약 1 μm 내지 약 10 μm, 약 1 μm 내지 약 5 μm, 약 5 μm 내지 약 5 cm, 약 5 μm 내지 약 4 cm, 약 5 μm 내지 약 3 cm, 약 5 μm 내지 약 2 cm, 약 5 μm 내지 약 1 cm, 약 5 μm 내지 약 8 mm, 약 5 μm 내지 약 6 mm, 약 5 μm 내지 약 5 mm, 약 5 μm 내지 약 4 mm, 약 5 μm 내지 약 2 mm, 약 5 μm 내지 약 1 mm, 약 5 μm 내지 약 0.5 mm, 약 5 μm 내지 약 100 μm, 약 5 μm 내지 약 50 μm, 약 5 μm 내지 약 10 μm, 약 10 μm 내지 약 5 cm, 약 10 μm 내지 약 4 cm, 약 10 μm 내지 약 3 cm, 약 10 μm 내지 약 2 cm, 약 10 μm 내지 약 1 cm, 약 10 μm 내지 약 8 mm, 약 10 μm 내지 약 6 mm, 약 10 μm 내지 약 5 mm, 약 10 μm 내지 약 4 mm, 약 10 μm 내지 약 2 mm, 약 10 μm 내지 약 1 mm, 약 10 μm 내지 약 0.5 mm, 약 10 μm 내지 약 100 μm, 약 10 μm 내지 약 50 μm, 약 50 μm 내지 약 5 cm, 약 50 μm 내지 약 4 cm, 약 50 μm 내지 약 3 cm, 약 50 μm 내지 약 2 cm, 약 50 μm 내지 약 1 cm, 약 50 μm 내지 약 8 mm, 약 50 μm 내지 약 6 mm, 약 50 μm 내지 약 5 mm, 약 50 μm 내지 약 4 mm, 약 50 μm 내지 약 2 mm, 약 50 μm 내지 약 1 mm, 약 50 μm 내지 약 0.5 mm, 약 50 μm 내지 약 100 μm, 약 100 μm 내지 약 5 cm, 약 100 μm 내지 약 4 cm, 약 100 μm 내지 약 3 cm, 약 100 μm 내지 약 2 cm, 약 100 μm 내지 약 1 cm, 약 100 μm 내지 약 8 mm, 약 100 μm 내지 약 6 mm, 약 100 μm 내지 약 5 mm, 약 100 μm 내지 약 4 mm, 약 100 μm 내지 약 2 mm, 약 100 μm 내지 약 1 mm, 약 100 μm 내지 약 0.5 mm, 약 0.5 mm 내지 약 5 cm, 약 0.5 mm 내지 약 4 cm, 약 0.5 mm 내지 약 3 cm, 약 0.5 mm 내지 약 2 cm, 약 0.5 mm 내지 약 1 cm, 약 0.5 mm 내지 약 8 mm, 약 0.5 mm 내지 약 6 mm, 약 0.5 mm 내지 약 5 mm, 약 0.5 mm 내지 약 4 mm, 약 0.5 mm 내지 약 2 mm, 약 0.5 mm 내지 약 1 mm, 약 1 mm 내지 약 5 cm, 약 1 mm 내지 약 4 cm, 약 1 mm 내지 약 3 cm, 약 1 mm 내지 약 2 cm, 약 1 mm 내지 약 1 cm, 약 1 mm 내지 약 8 mm, 약 1 mm 내지 약 6 mm, 약 1 mm 내지 약 5 mm, 약 1 mm 내지 약 4 mm, 약 1 mm 내지 약 2 mm, 약 2 mm 내지 약 5 cm, 약 2 mm 내지 약 4 cm, 약 2 mm 내지 약 3 cm, 약 2 mm 내지 약 2 cm, 약 2 mm 내지 약 1 cm, 약 2 mm 내지 약 8 mm, 약 2 mm 내지 약 6 mm, 약 2 mm 내지 약 5 mm, 약 2 mm 내지 약 4 mm, 약 4 mm 내지 약 5 cm, 약 4 mm 내지 약 4 cm, 약 4 mm 내지 약 3 cm, 약 4 mm 내지 약 2 cm, 약 4 mm 내지 약 1 cm, 약 4 mm 내지 약 8 mm, 약 4 mm 내지 약 6 mm, 약 4 mm 내지 약 5 mm, 약 5 mm 내지 약 5 cm, 약 5 mm 내지 약 4 cm, 약 5 mm 내지 약 3 cm, 약 5 mm 내지 약 2 cm, 약 5 mm 내지 약 1 cm, 약 5 mm 내지 약 8 mm, 약 5 mm 내지 약 6 mm, 약 6 mm 내지 약 5 cm, 약 6 mm 내지 약 4 cm, 약 6 mm 내지 약 3 cm, 약 6 mm 내지 약 2 cm, 약 6 mm 내지 약 1 cm, 약 6 mm 내지 약 8 mm, 약 8 mm 내지 약 5 cm, 약 8 mm 내지 약 4 cm, 약 8 mm 내지 약 3 cm, 약 8 mm 내지 약 2 cm, 약 8 mm 내지 약 1 cm, 약 1 cm 내지 약 5 cm, 약 1 cm 내지 약 4 cm, 약 1 cm 내지 약 3 cm, 약 1 cm 내지 약 2 cm, 약 2 cm 내지 약 5 cm, 약 2 cm 내지 약 4 cm, 약 2 cm 내지 약 3 cm, 약 3 cm 내지 약 5 cm, 약 3 cm 내지 약 4 cm, 또는 약 4 cm 내지 약 5 cm일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. In one embodiment of the present application, the thickness of the soft magnetic flake composite may be about 0.1 μm to about 5 cm, but may not be limited thereto. For example, the thickness of the soft magnetic flake composite is about 0.1 μm to about 5 cm, about 0.1 μm to about 4 cm, about 0.1 μm to about 3 cm, about 0.1 μm to about 2 cm, about 0.1 μm to about 1 cm, about 0.1 μm to about 8 mm, about 0.1 μm to about 6 mm, about 0.1 μm to about 5 mm, about 0.1 μm to about 4 mm, about 0.1 μm to about 2 mm, about 0.1 μm to about 1 mm, about 0.1 μm to about 0.5 mm, about 0.1 μm to about 100 μm, about 0.1 μm to about 50 μm, about 0.1 μm to about 10 μm, about 0.1 μm to about 5 μm, about 0.1 μm to about 1 μm, about 1 μm to about 5 cm, about 1 μm to about 4 cm, about 1 μm to about 3 cm, about 1 μm to about 2 cm, about 1 μm to about 1 cm, about 1 μm to about 8 mm, about 1 μm to about 6 mm, about 1 μm to about 5 mm, about 1 μm to about 4 mm, about 1 μm to about 2 mm, about 1 μm to about 1 mm, about 1 μm to about 0.5 mm, about 1 μm to about 100 μm, about 1 μm to about 50 μm, about 1 μm to about 10 μm, about 1 μm to about 5 μm, about 5 μm to about 5 cm, about 5 μm to about 4 cm, about 5 μm to about 3 cm, about 5 μm to about 2 cm, about 5 μm to about 1 cm, about 5 μm to about 8 mm, about 5 μm to about 6 mm, about 5 μm to about 5 mm, about 5 μm to about 4 mm, about 5 μm to about 2 mm, about 5 μm to about 1 mm, about 5 μm to about 0.5 mm, about 5 μm to about 100 μm, about 5 μm to about 50 μm, about 5 μm to about 10 μm, about 10 μm to about 5 cm, about 10 μm to about 4 cm, about 10 μm to about 3 cm, about 10 μm to about 2 cm, about 10 μm to about 1 cm, about 10 μm to about 8 mm, about 10 μm to about 6 mm, about 10 μm to about 5 mm, about 10 μm to about 4 mm, about 10 μm to about 2 mm, about 10 μm to about 1 mm, about 10 μm to about 0.5 mm, about 10 μm to about 100 μm, about 10 μm to about 50 μm, about 50 μm to about 5 cm, about 50 μm to about 4 cm, about 50 μm to about 3 cm, about 50 μm to about 2 cm, about 50 μm to about 1 cm, about 50 μm to about 8 mm, about 50 μm to about 6 mm, about 50 μm to about 5 mm, about 50 μm to about 4 mm, about 50 μm to about 2 mm, about 50 μm to about 1 mm, about 50 μm to about 0.5 mm, about 50 μm to about 100 μm, about 100 μm to about 5 cm, about 100 μm to about 4 cm, about 100 μm to about 3 cm, about 100 μm to about 2 cm, about 100 μm to about 1 cm, about 100 μm to about 8 mm, about 100 μm to about 6 mm, about 100 μm to about 5 mm, about 100 μm to about 4 mm, about 100 μm to about 2 mm, about 100 μm to about 1 mm, about 100 μm to about 0.5 mm, about 0.5 mm to about 5 cm, about 0.5 mm to about 4 cm, about 0.5 mm to about 3 cm, about 0.5 mm to about 2 cm, about 0.5 mm to about 1 cm, about 0.5 mm to about 8 mm, about 0.5 mm to about 6 mm, about 0.5 mm to about 5 mm, about 0.5 mm to about 4 mm, about 0.5 mm to about 2 mm, about 0.5 mm to about 1 mm, about 1 mm to about 5 cm, about 1 mm to about 4 cm, about 1 mm to about 3 cm, about 1 mm to about 2 cm; about 1 mm to about 1 cm, about 1 mm to about 8 mm, about 1 mm to about 6 mm, about 1 mm to about 5 mm, about 1 mm to about 4 mm, about 1 mm to about 2 mm, about 2 mm to about 5 cm, about 2 mm to about 4 cm, about 2 mm to about 3 cm, about 2 mm to about 2 cm, about 2 mm to about 1 cm, about 2 mm to about 8 mm, about 2 mm to about 6 mm, about 2 mm to about 5 mm, about 2 mm to about 4 mm, about 4 mm to about 5 cm, about 4 mm to about 4 cm, about 4 mm to about 3 cm, about 4 mm to about 2 cm, about 4 mm to about 1 cm, about 4 mm to about 8 mm, about 4 mm to about 6 mm, about 4 mm to about 5 mm, about 5 mm to about 5 cm, about 5 mm to about 4 cm, about 5 mm to about 3 cm, about 5 mm to about 2 cm, about 5 mm to about 1 cm, about 5 mm to about 8 mm, about 5 mm to about 6 mm, about 6 mm to about 5 cm, about 6 mm to about 4 cm, about 6 mm to about 3 cm, about 6 mm to about 2 cm, about 6 mm to about 1 cm, about 6 mm to about 8 mm, about 8 mm to about 5 cm, about 8 mm to about 4 cm, about 8 mm to about 3 cm, about 8 mm to about 2 cm, about 8 mm to about 1 cm, about 1 cm to about 5 cm, about 1 cm to about 4 cm, about 1 cm to about 3 cm, about 1 cm to about 2 cm, about 2 cm to about 5 cm, about 2 cm to about 4 cm, about 2 cm to about 3 cm, about 3 cm to about 5 cm, about 3 cm to about 4 cm, Or it may be about 4 cm to about 5 cm, but may not be limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 연자성 플레이크 복합체는 반사 손실 약 -10 dB이상의 마이크로웨이브 흡수능을 갖는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 연자성 플레이크 복합체는 반사 손실 약 -10 dB 이상, 약 -20 dB 이상, 약 -30 dB 이상, 약 -40 dB 이상, 약 -50 dB 이상, 또는 -60 dB 이상의 마이크로웨이브 흡수능을 갖는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. In one embodiment of the present application, the soft magnetic flake composite may have a microwave absorption capacity of about -10 dB or more with a return loss, but may not be limited thereto. For example, the soft magnetic flake composite has a microwave absorption capacity of about -10 dB or greater, about -20 dB or greater, about -30 dB or greater, about -40 dB or greater, about -50 dB or greater, or -60 dB or greater. may have, but may not be limited thereto.

본원의 제 2 측면은, (a) 유전체 입자 전구체 혼합물을 분쇄 후 열처리하여 유전체 입자를 제조하는 것; 및 (b) 연자성 플레이크 및 상기 유전체 입자를 고분자 매트릭스에 혼합하여 제조되는 혼합물에 열 프레스를 수행하여 연자성 플레이크 복합체를 수득하는 것을 포함하는, 제 1 측면에 따른 연자성 플레이크 복합체의 제조방법을 제공한다.A second aspect of the present disclosure includes: (a) pulverizing a dielectric particle precursor mixture and then heat-treating to prepare dielectric particles; and (b) performing a heat press on the mixture prepared by mixing the soft magnetic flakes and the dielectric particles in a polymer matrix to obtain a soft magnetic flake composite. A method for producing a soft magnetic flake composite according to the first aspect, to provide.

본원의 제 1 측면과 중복되는 부분들에 대해서는 상세한 설명을 생략하였으나, 본원의 제 1 측면에 대해 설명한 내용은 본원의 제 2 측면에서 그 설명이 생략되었더라도 동일하게 적용될 수 있다.Although a detailed description of overlapping parts with the first aspect of the present application is omitted, the contents described for the first aspect of the present application may be equally applied even if the description thereof is omitted in the second aspect of the present application.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 고분자 매트릭스는 특별히 제한되지 않으나, 폴리우레탄 (polyurethane; PU), 파라핀 왁스, 폴리디메틸실록산 (polydimethylsiloxane; PDMS), 폴리우레탄아크릴레이트 (polyurethaneacrylate; PUA) 및 에폭시 레진 (epoxy resin)에서 선택되는 하나 이상일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 본원의 일 구현예에 있어서, 상기 고분자 매트릭스는 폴리우레탄일 수 있다. In one embodiment of the present application, the polymer matrix is not particularly limited, but polyurethane (polyurethane; PU), paraffin wax, polydimethylsiloxane (PDMS), polyurethane acrylate (polyurethaneacrylate; PUA) and epoxy resin ( epoxy resin), but may not be limited thereto. In one embodiment of the present application, the polymer matrix may be polyurethane.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 연자성 플레이크 복합체의 제조방법은 건식 공정으로 수행되는 것일 수 있다. In one embodiment of the present application, the manufacturing method of the soft magnetic flake composite may be performed by a dry process.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 (a)에서, 상기 열처리는 비활성 기체 분위기 하에서 수행되는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 비활성 기체는 He, Ne 또는 Ar일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 여기서, 비활성 기체 분위기는 상기 유전체 입자에 산소 결함(oxygen vacancy)을 생성하도록 조정되는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. In one embodiment of the present application, in (a), the heat treatment may be performed under an inert gas atmosphere, but may not be limited thereto. For example, the inert gas may be He, Ne, or Ar, but may not be limited thereto. Here, the inert gas atmosphere may be adjusted to generate oxygen vacancies in the dielectric particles, but may not be limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 (b)에서, 상기 혼합물을 담지하는 몰드의 형상에 따라 상기 연자성 플레이크 복합체의 형상이 결정되는 것일 수 있다. 예를 들어, 몰드의 형상에 따라, 필름, 시트, 토로이드 (toroidal), 구, 또는 육면체 등 의도하는 형상대로 본원의 일 구현예에 따는 상기 연자성 플레이크 복합체를 제조할 수 있다,In one embodiment of the present application, in (b), the shape of the soft magnetic flake composite may be determined according to the shape of the mold supporting the mixture. For example, according to the shape of the mold, the soft magnetic flake composite according to the embodiment of the present application can be prepared in an intended shape such as a film, a sheet, a toroidal, a sphere, or a hexahedron,

본원의 제 3 측면은, 제 1 측면에 따른 연자성 플레이크 복합체를 포함하는, 디바이스를 제공한다. A third aspect of the present disclosure provides a device comprising the soft magnetic flake composite according to the first aspect.

본원의 제 1 측면 및 제 2 측면과 중복되는 부분들에 대해서는 상세한 설명을 생략하였으나, 본원의 제 1 측면 및 제 2 측면에 대해 설명한 내용은 본원의 제 3 측면에서 그 설명이 생략되었더라도 동일하게 적용될 수 있다.Although detailed descriptions of parts overlapping with the first and second aspects of the present application are omitted, the descriptions of the first and second aspects of the present application are equally applicable even if the description is omitted in the third aspect of the present application. can

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 디바이스에서 상기 연자성 플레이크 복합체는 마이크로웨이브 흡수 기능을 수행하는 것일 수 있다. In one embodiment of the present application, the soft magnetic flake composite in the device may be to perform a microwave absorption function.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 연자성 플레이크 복합체는 마이크로웨이브 흡수 기능을 요구하는 디바이스에는 제한없이 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 디바이스는 군사 분야, 건축물 (외장재 및 내장재), IT 인프라 구축, 전파암실, 전자제품 및 통신장비, 또는 물류용 RFID(radio-frequency identification)에 사용되는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 또한, 상기 디바이스는 전열기기, 전동력 기기, 디지털 기술 응용기기, 방송 수신기류, 고주파 이용 기기, 또는 소형 디지털 가전일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. In one embodiment of the present application, the soft magnetic flake composite may be used without limitation in devices requiring a microwave absorption function. For example, the device may be used in military fields, buildings (exterior and interior materials), IT infrastructure construction, radio dark rooms, electronic products and communication equipment, or RFID (radio-frequency identification) for logistics, but is not limited thereto it may not be In addition, the device may be an electric heating device, an electric power device, a digital technology application device, a broadcast receiver, a high frequency device, or a small digital home appliance, but may not be limited thereto.

이하, 본원에 대하여 실시예를 이용하여 좀더 구체적으로 설명하지만, 하기 실시예는 본원의 이해를 돕기 위하여 예시하는 것일 뿐, 본원의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present application will be described in more detail using examples, but the following examples are only illustrative to help the understanding of the present application, and the content of the present application is not limited to the following examples.

[실시예][Example]

1. 물질 및 제조방법1. Substances and manufacturing methods

(1) BTO 입자의 제조(1) Preparation of BTO particles

BTO 입자는 용융 염 합성(MSS) 방법으로 제조되었다. BaC2O4 (Alfa Aesar)는 TiO2 (Alfa Aesar), NaCl (Daejung) 및 KCl (Daejung)과 3 : 3 : 37.5 : 37.5의 몰비로 혼합되었다. 상기 혼합물을 막자사발과 모르타르(mortar)를 사용하여 분쇄하고, Ar 분위기에서 950℃에서 5 시간 동안 튜브 퍼니스를 이용하여 어닐링 한 후, 12 시간에 걸쳐 실온으로 냉각시켰다. Ar 가스 유속은 BTO 입자에 산소 결함을 생성하도록 조정되었다. 냉각된 생성물을 수집하고, 유리 염소 이온 (free chloride ion)이 질산은 적정에 의해 더 이상 검출되지 않을 때까지, 증류수를 사용하여 여러 번 세척하였다. 60℃에서 밤새 건조시킨 후, 입자를 550℃에서 5 시간 동안 200 sccm의 Ar 가스 흐름으로 어닐링하고, 6 시간에 걸쳐 실온으로 냉각시켰다. 한편, 상기 환원된 입자를 상기와 동일한 온도 및 지속 시간으로 공기 중에서 열처리하여, 백색 BTO 입자를 제조하였다.BTO particles were prepared by molten salt synthesis (MSS) method. BaC 2 O 4 (Alfa Aesar) was mixed with TiO 2 (Alfa Aesar), NaCl (Daejung) and KCl (Daejung) in a molar ratio of 3:3:37.5:37.5. The mixture was pulverized using a mortar and mortar, annealed in an Ar atmosphere at 950° C. for 5 hours using a tube furnace, and then cooled to room temperature over 12 hours. The Ar gas flow rate was adjusted to create oxygen defects in the BTO particles. The cooled product was collected and washed several times with distilled water until free chloride ions were no longer detected by silver nitrate titration. After drying at 60° C. overnight, the particles were annealed at 550° C. with a flow of Ar gas of 200 sccm for 5 hours and cooled to room temperature over 6 hours. On the other hand, the reduced particles were heat-treated in air at the same temperature and duration as above, to prepare white BTO particles.

(2) FeSiAl-BTO 입자 복합체의 제조(2) Preparation of FeSiAl-BTO particle composite

FeSiAl 플레이크 분말과 DBTO 입자를, 페이스트 믹서를 사용하여 톨루엔에 용해된 폴리 우레탄 (PU)에 혼합하였다. 오븐에서 10 분 동안 건조시킨 후 혼합물을 환형(도넛형) 또는 필름 모양의 몰드에서 열 프레스 기계를 사용하여 30 분 동안 100℃에서 4MPa의 압력으로 압축했다. FeSiAl : DBTO 질량 함량이 60 wt% : 10 wt%, 40 wt% : 30 wt%, 30 wt% : 40 wt% 및 10 wt% : 60 wt% 인 복합 세트가 준비되었다. FeSiAl-WBTO 복합체는 WBTO 입자가 DBTO 입자를 대체하여, 동일한 방법으로 제조되었다.FeSiAl flake powder and DBTO particles were mixed in polyurethane (PU) dissolved in toluene using a paste mixer. After drying in an oven for 10 minutes, the mixture was pressed in an annular (doughnut) or film-shaped mold using a hot press machine at 100° C. for 30 minutes at a pressure of 4 MPa. Composite sets with FeSiAl:DBTO mass content of 60 wt%: 10 wt%, 40 wt%: 30 wt%, 30 wt%: 40 wt% and 10 wt%: 60 wt% were prepared. The FeSiAl-WBTO composite was prepared in the same way, in which WBTO particles were substituted for DBTO particles.

2. 특성화2. Characterization

(1) FeSiAl-BTO의 특성화(1) Characterization of FeSiAl-BTO

FeSiAl-BTO 입자의 크기, 방향 및 압축은 15kV의 작동 전압에서 전계 방출 주사 전자 현미경 (FESEM, JOEL, JSM-6700F)으로 분석되었다. SEM 분석을 위한 단면의 복합체를 준비하기 위해, 자동 연마기 (MetPrep4 / PH-6)를 사용했다. 상대적인 복합 유전율과 투자율은 DC 전원을 사용하는 임피던스 분석기 (E4991A)로 수득하였다. 복합 유전율 측정을 위해, 필름 샘플은 16453A 고정 장치를 사용하여 측정되었으며, 이는 필름이 두 전극 사이에 끼워져 커패시터를 형성하는 평행 판 방법을 사용한다. 복합 투자율 측정의 경우, 자속 누설을 제거하는 원턴(one-turn) 메커니즘을 사용하는 16454A 고정구를 사용하여 도넛형 샘플로 측정하였다.The size, orientation and compression of FeSiAl-BTO particles were analyzed by field emission scanning electron microscopy (FESEM, JOEL, JSM-6700F) at an operating voltage of 15 kV. To prepare the cross-section composites for SEM analysis, an automatic grinder (MetPrep4/PH-6) was used. The relative complex permittivity and permeability were obtained with an impedance analyzer (E4991A) using a DC power supply. For composite permittivity measurements, film samples were measured using a 16453A fixture, which uses a parallel plate method in which a film is sandwiched between two electrodes to form a capacitor. For complex permeability measurements, measurements were made with toroidal samples using a 16454A fixture that uses a one-turn mechanism to eliminate magnetic flux leakage.

(2) 복합 파장 임피던스 및 반사 손실의 계산(2) Calculation of complex wavelength impedance and return loss

FeSiAl-BTO 입자의 복합 파장 임피던스 및 반사 손실은 다음 방정식을 사용하여 계산되었다:The composite wavelength impedance and return loss of FeSiAl-BTO particles were calculated using the following equations:

ZZ inin = Z = Z 00 (με)(με) 1/21/2 tanh[i(2πfd/c)(με)tanh[i(2πfd/c)(με) 1/21/2 ] (1)] (One)

RL(dB) = 20 log│(ZRL(dB) = 20 log│(Z inin - Z - Z oo )/(Z)/(Z inin + Z + Z 00 )│ (2))│ (2)

여기서 ε 및 μ는 각각 BTO 입자의 상대 유전율 및 투자율, f는 주파수, d는 복합체의 두께, c는 빛의 속도, Z 0 은 자유 공간의 임피던스, Z in 은 상기 흡수체의 입력 임피던스이며, RL (dB)은 반사 손실이다.where ε and μ are the relative permittivity and permeability of the BTO particles, respectively, f is the frequency, d is the thickness of the composite, c is the speed of light, Z 0 is the impedance of free space, Z in is the input impedance of the absorber, RL ( dB) is the return loss.

(3) 진동 샘플 자력계를 이용한 측정(3) Measurement using a vibrating sample magnetometer

자기 특성은 진동 샘플 자력계 (vibrating sample magnetometer; VSM; Microsense)로 특성화되었다. Si/SiOx 기판에 제조된 필름 복합체 샘플을 VSM의 샘플 홀더에 로드한 뒤, 자기 모멘트는 -20 kOe 내지 20 kOe의 DC 자기장의 함수로 측정되었다. 자기 히스테리시스 루프 (hysteresis loop)는 면방향으로 측정되었다. 부피당 자기 모멘트(emu/cc)는 샘플의 형상, 즉 기판 면적과 필름 두께로부터 계산되었다. VSM의 감도는 상용 Ni 필름 키트로 사전 보정되었다. 기판과 홀더로부터 발생하는 기생 효과(parasiutic effect)인 선형 배경 신호가 제거되었다.The magnetic properties were characterized with a vibrating sample magnetometer (VSM; Microsense). After the film composite sample prepared on the Si/SiO x substrate was loaded into the sample holder of the VSM, the magnetic moment was measured as a function of a DC magnetic field from -20 kOe to 20 kOe. The magnetic hysteresis loop was measured in the plane direction. The magnetic moment per volume (emu/cc) was calculated from the shape of the sample, i.e., the substrate area and the film thickness. The sensitivity of the VSM was pre-calibrated with a commercial Ni film kit. The linear background signal, a parasiutic effect from the substrate and holder, was removed.

3. 측정 및 분석3. Measurement and analysis

(1) FeSiAl 플레이크 및 유전손실형 BTO 입자의 물성 분석(1) Analysis of physical properties of FeSiAl flakes and dielectric loss-type BTO particles

(70 wt%-x)FeSiAl-xBaTiO3 입자 복합체는 간단한 혼합 및 열 프레스 공정으로 제조되었다. 분말 형태의 FeSiAl 플레이크는 JMC Corporation에서 구입하였다 (도 2a 삽입). SEM 분석은 플레이크의 측면 치수가 10 마이크론 내지 100 마이크론임을 나타낸다 (도 2a). 도 2b는 폴리 우레탄 수지에 혼합된 FeSiAl (질량비 40 wt%)의 특징적인 XRD 피크를 보여주며, 이는 FeSiAl이 결정성이 높고 입방상임을 나타낸다. BaTiO3 (BTO) 입자는 이전에 보고된 방법을 사용하여 합성되었습니다. 산소 결핍을 도입하여 유전율을 높이기 위해 Ar 가스를 사용하여 준비된 백색 BTO (WBTO) 입자를 흑색 BTO (DBTO) 입자로 화학적으로 환원시켰다. DBTO와 WBTO 입자는 모두 SEM으로 관찰된 것처럼 800 nm 내지 1 미크론의 동일한 평균 입자 크기를 공유한다 (도 2c). DBTO 입자의 XRD 분석은 결정상이 정방형임을 나타내며 강유전성을 확인한다 (도 2d).A (70 wt%-x)FeSiAl-xBaTiO 3 particle composite was prepared by a simple mixing and hot pressing process. FeSiAl flakes in powder form were purchased from JMC Corporation (Fig. 2a inset). SEM analysis shows that the flakes have lateral dimensions between 10 microns and 100 microns ( FIG. 2A ). Fig. 2b shows the characteristic XRD peak of FeSiAl (mass ratio of 40 wt%) mixed in polyurethane resin, indicating that FeSiAl is highly crystalline and cubic. BaTiO 3 (BTO) particles were synthesized using a previously reported method. The prepared white BTO (WBTO) particles were chemically reduced to black BTO (DBTO) particles using Ar gas to increase the dielectric constant by introducing oxygen deprivation. Both DBTO and WBTO particles share the same average particle size of 800 nm to 1 micron as observed by SEM (Fig. 2c). XRD analysis of DBTO particles indicates that the crystalline phase is tetragonal, confirming ferroelectricity (Fig. 2d).

복합체 제조 공정은 도 2e에 나타내었다. WBTO 또는 DBTO 입자는 일련의 다른 질량비로 폴리 우레탄 (PU) 수지에서 FeSiAl 플레이크와 혼합되어 혼합물을 제조하였다. 총 충전제 (BTO 입자 및 FeSiAl 플레이크)의 질량비는 70 wt%로 고정되었고 나머지 30 wt%는 PU를 사용했다. 30 wt% 미만의 PU 질량 비율은 복합체의 해리를 초래했다. 상기 혼합물은, 4 MPa 및 100℃에서 30 분 동안, 도넛형 모양의 펠렛 (내경 및 외경 각각 3 mm 및 7 mm 및 두께 2.8 mm) 또는 필름 (1.2 x 1.2 x 1 mm3)의 모양으로 열 프레스 되었다. 4 개의 (70 wt%-x)FeSiAl-xBaTiO3 (x = 10 wt%, 30 wt%, 40 wt% 및 60 wt%) 복합체가 준비되었다. BTO 입자가 없는 복합체와의 비교를 위해, 해당 FeSiAl-BTO 복합재와 동일한 FeSiAl 질량 함량을 가진 FeSiAl 플레이크로 구성된 4 개의 레퍼런스 샘플을 준비하였다. 4 개의 레퍼런스 샘플은 각각 60 wt%, 40 wt%, 30 wt% 및 10 wt%의 FeSiAl과 함께 각각 40 wt%, 60 wt%, 70 wt% 및 90 wt% PU로 구성되었다. 별다른 언급이 없는 한, PU 매트릭스의 질량비는 단순화를 위해 복합체에 관한 설명에서 생략하였다. 열 프레스 전에, 상기 혼합물의 FeSiAl 플레이크와 BTO 입자는 도 2e의 왼쪽 삽입도에 표시된대로 방향성 없이 무작위로 분포된 것으로 가정하였다. 그러나 몰드 내의 상기 혼합물에 열과 고압을 가하면 플레이크가 정렬되어, 플레이크 표면이 도 2e의 오른쪽 삽입도에 표시된 것처럼 상단 복합체 표면과 대략 동일 평면이 된다. 결정질 피크의 상대 강도 XRD 분석은, 폴리머 매트릭스에서 열압착된 FeSi 플레이크에서 볼 수 있듯이, 플레이크 정렬의 증거를 제공할 수 있다. 이 이전 보고서와 유사하게, 우리는 도 2b에서 볼 수 있듯이, 열압착 된 샘플에 대해 FeSiAl의 (200) 피크의 상대적 강도가 증가하고 (110) 피크가 감소함을 발견하였다. 상대 피크 강도의 이러한 변화는, 플레이크 표면의 수직 방향인 [011] 방향을 따라 변형을 유도하는, 기계적 변형으로 인해 발생하며 (100) 텍스처의 더 많은 모집단을 생성한다. 아래에 설명된 복합체의 단면 SEM 분석으로, 높은 정도의 플레이크 정렬이 확인되었다. (200)-(110) 피크 강도 비율은, 서로 다른 복합체 및 레퍼런스 샘플간, 일관된 플레이크 정렬을 모니터하고 확실하게 하기 위하여 사용되었다. (도 3).The composite manufacturing process is shown in Figure 2e. WBTO or DBTO particles were mixed with FeSiAl flakes in a polyurethane (PU) resin in a series of different mass ratios to prepare mixtures. The mass ratio of total fillers (BTO particles and FeSiAl flakes) was fixed at 70 wt% and PU was used for the remaining 30 wt%. A PU mass fraction of less than 30 wt % resulted in dissociation of the complex. The mixture was heated at 4 MPa and 100° C. for 30 minutes in the form of donut-shaped pellets (inner and outer diameters of 3 mm and 7 mm and thickness of 2.8 mm, respectively) or films (1.2 x 1.2 x 1 mm 3 ). became Four (70 wt%-x)FeSiAl-xBaTiO 3 (x = 10 wt%, 30 wt%, 40 wt% and 60 wt%) composites were prepared. For comparison with the composite without BTO particles, four reference samples composed of FeSiAl flakes with the same FeSiAl mass content as the corresponding FeSiAl-BTO composite were prepared. The four reference samples consisted of 40 wt%, 60 wt%, 70 wt% and 90 wt% PU, respectively, with 60 wt%, 40 wt%, 30 wt% and 10 wt% of FeSiAl, respectively. Unless otherwise noted, the mass ratio of the PU matrix is omitted from the description of the composite for simplicity. Before heat pressing, it was assumed that the FeSiAl flakes and BTO particles of the mixture were randomly distributed without directionality as shown in the left inset of Fig. 2e. However, applying heat and high pressure to the mixture in the mold aligns the flakes so that the flake surface is approximately flush with the top composite surface as shown in the right inset of FIG. 2E . Relative intensity XRD analysis of the crystalline peaks can provide evidence of flake alignment, as seen in FeSi flakes thermocompressed in a polymer matrix. Similar to this previous report, we found that the relative intensity of the (200) peak of FeSiAl increased and the (110) peak decreased for the thermocompression-bonded sample, as shown in Fig. 2b. This change in relative peak intensity is due to mechanical deformation, which induces deformation along a direction perpendicular to the flake surface, and creates a larger population of (100) textures. Cross-sectional SEM analysis of the composites described below confirmed a high degree of flake alignment. A (200)-(110) peak intensity ratio was used to monitor and ensure consistent flake alignment between different composite and reference samples. (Fig. 3).

(2) FeSiAl 플레이크-BTO 입자 복합체의 단면 분석 및 X-선 회절계 분석(2) Cross-sectional analysis and X-ray diffractometer analysis of FeSiAl flake-BTO particle composites

DBTO 입자가 있거나 없는(그러므로 서로 다른 EM 특성을 유발할 수 있는) FeSiAl 복합체 간의 미세 구조 차이를 이해하기 위해, 도 4에 표시된 대로 단면 SEM 이미지를 비교하였다. FeSiAl 질량비가 60 wt% 및 40 wt%인, 한 쌍의 레퍼런스 및 복합체 샘플이 각각 도 4a-b 및 4c-d에 나와 있다. 모든 경우에서, 플레이크는 (200) 대 (110) XRD 피크 강도 비율과 일치하여 수평 방향을 따라 정렬되는 경향이 있음을 알 수 있다.To understand the microstructural differences between the FeSiAl composites with and without DBTO particles (thus leading to different EM properties), cross-sectional SEM images were compared as shown in FIG. 4 . A pair of reference and composite samples with FeSiAl mass ratios of 60 wt% and 40 wt% are shown in Figures 4a-b and 4c-d, respectively. It can be seen that in all cases, the flakes tend to align along the horizontal direction, consistent with the (200) to (110) XRD peak intensity ratio.

수직으로 약간 떨어진 인접 플레이크의 경우, 플레이크 중 하나가 다른 플레이크쪽으로 약간 기울어지면 두 플레이크가 접촉할 수 있다. 도 4a 및 4c로 이를 확인할 수 있는데, 가장자리에서 거의 또는 완전한 접촉으로 수직으로 간격을 둔 두 개의 플레이크 인스턴스를 찾을 수 있다. 인접한 플레이크 사이의 물리적 접촉은 와전류 경로를 확대할 수 있기 때문에 (도 4e), 복합체의 자기 특성에 큰 영향을 미치며, 이는 인가된 자기장에 반대하고 유효 투자율을 감소시킨다.For adjacent flakes that are slightly vertically apart, two flakes can come into contact if one of the flakes is slightly tilted towards the other. This can be seen in Figures 4a and 4c, where two instances of flakes can be found vertically spaced at the edges with near or complete contact. Since the physical contact between adjacent flakes can broaden the eddy current path (Fig. 4e), it has a great impact on the magnetic properties of the composite, which opposes the applied magnetic field and reduces the effective permeability.

본 발명자들은 유전체 입자의 간단한 혼합이 와전류 경로를 차단하고 투자율을 향상시키는 효과적인 경로가 될 수 있음을 발견하였다. 상기 복합체에 유전체 입자를 포함하는 것은, 입자가 수직으로 인접한 플레이크 사이에 무작위로 삽입되어, 복합체 제조 중에 가해진 압력 하에서 플레이크가 서로를 붕괴시키는 것을 방지할 수 있다 (도 4f 참조). 도 4b 및 도 4d는 복합체에 DBTO 입자를 추가하면 입자가 그 사이에 위치하기 때문에 수직으로 인접한 플레이크가 서로 접촉할 가능성이 적다는 것을 보여준다. 이러한 기하학적 효과는 와전류 루프를 분리된 플레이크로 제한하여, 복합체의 효과적인 투자율을 향상시킨다 (도 4f). FeSiAl 함량의 소비에서 BTO 함량의 증가는, 도 4b와 4d에서 볼 수 있듯이, 플레이크 분리 가능성 증가를 초래한다 (여기서, DBTO 입자의 더 높은 농도는, x = 10 wt% 복합체와 비교하여 x = 30 wt% 복합체에 대한 수직 적층 플레이크 사이에서 발견되었다). 플레이크와 입자의 공간적 분포는 DBTO와 WBTO 입자가 동일한 크기 분포를 공유하기 때문에 WBTO가 있는 복합체에서도 유사하다. 도 4의 SEM 이미지는 3 차원 구성의 2 차원 횡단면 모습만을 제공한다. 플레이크는 단면 방향에서 기울일 수 있지만, 보기에서 숨겨지는 단면과 위 표면 모두에 직교하는 평면에서도 기울일 수 있다. 따라서 BTO 입자에 의한 플레이크 분리의 전체 공간 범위는 플레이크의 전체 3 차원 배향을 고려할 때 더 광범위하다고 가정된다. 복합체와 레퍼런스 샘플 간의 EM 반응의 차이는, DBTO 입자가 있거나 없는 복합체 재료의 저배율 SEM 이미지가 압축에서 눈에 띄는 차이를 나타내지 않으므로, 플레이크 밀도의 변화로 인한 것으로 예상되지 않는다. The present inventors have found that simple mixing of dielectric particles can be an effective route to block the eddy current path and improve the permeability. The inclusion of dielectric particles in the composite allows the particles to randomly intercalate between vertically adjacent flakes, preventing the flakes from collapsing into each other under pressure applied during composite fabrication (see FIG. 4f ). Figures 4b and 4d show that adding DBTO particles to the composite makes vertically adjacent flakes less likely to contact each other because the particles are positioned between them. This geometric effect restricts the eddy current loop to isolated flakes, enhancing the effective permeability of the composite (Fig. 4f). An increase in the BTO content at the consumption of the FeSiAl content leads to an increase in the possibility of flake segregation, as can be seen in FIGS. 4b and 4d (where the higher concentration of DBTO particles is x = 30 compared to x = 10 wt% composites) between the vertically stacked flakes for the wt% composite). The spatial distribution of flakes and particles is similar in the composites with WBTO as DBTO and WBTO particles share the same size distribution. The SEM image of Fig. 4 only provides a two-dimensional cross-sectional view of the three-dimensional configuration. Flakes can tilt in the cross-section direction, but also in a plane orthogonal to both the cross-section and the top surface that are hidden from view. Therefore, it is assumed that the overall spatial extent of flake separation by BTO particles is broader given the overall three-dimensional orientation of the flakes. The difference in EM response between the composite and the reference sample is not expected to be due to the change in flake density, as low magnification SEM images of the composite material with and without DBTO particles show no appreciable difference in compression.

FeSiAl-DBTO 복합체가 상응하는 FeSiAl 레퍼런스 샘플보다 더 많은 내부 스트레스를 경험한다는 것을 알아차리는 것이 중요하다. 이러한 스트레스는, 원자간 간격에 대한 강자성 교환 상호 작용의 민감성 때문에, 철이 풍부한 합금의 자기적 특성에 영향을 줄 수 있다. 상기 복합체의 DBTO 입자는 레퍼런스의 동일한 질량의 PU 매트릭스보다 더 많은 부피를 차지한다. 상기 복합체와 레퍼런스는 기준이 동일한 샘플 치수로 열 프레스되기 때문에, DBTO 입자의 추가 부피로 인해 복합체의 FeSiAl 플레이크가 레퍼런스 플레이크보다 더 많은 응력을 받게 된다. 단면 SEM으로 관찰되는 플레이크 두께의 큰 통계적 편차와 FeSiAl 및 DBTO XRD 피크의 중첩으로 인해 SEM 및 XRD 분석에서 복합 재료의 기계적 변형 증가 증거를 관찰하기는 어렵지만, PU에 비해 더 큰 질량비의 DBTO는 DBTO 입자가 있는 FeSiAl 플레이크에 추가 힘이 가해짐을 나타낸다.It is important to note that the FeSiAl-DBTO composite experiences more internal stress than the corresponding FeSiAl reference sample. These stresses can affect the magnetic properties of iron-rich alloys because of the susceptibility of ferromagnetic exchange interactions to interatomic spacing. The DBTO particles of the composite occupy more volume than the PU matrix of the same mass of the reference. Because the composite and reference are heat pressed to the same sample dimensions as the reference, the additional volume of DBTO particles causes the FeSiAl flakes of the composite to be more stressed than the reference flakes. Although it is difficult to observe evidence of increased mechanical strain in the composite material in SEM and XRD analysis due to the large statistical deviation of the flake thickness observed by cross-sectional SEM and the overlap of FeSiAl and DBTO XRD peaks, DBTO with a larger mass ratio compared to PU and DBTO particles indicates that an additional force is applied to the FeSiAl flakes with

(3) FeSiAl 플레이크-BTO 입자 복합체 세트의 포화 자속밀도 분석(3) Analysis of Saturated Magnetic Flux Density of FeSiAl Flake-BTO Particle Composite Set

상기 가설을 테스트하기 위해 도 5와 같이 진동 샘플 자력계 (VSM) 측정 (보충 재료 참조)에서 x = 10 wt% 및 30 wt%에 대한 복합체 및 레퍼런스 필름의 자기 히스테리시스 곡선을 얻었다. DBTO 입자의 추가로 인하여, 포화 자화 (MS)는, x = 10 wt %의 경우 ~ 20.5 emu/cc에서 ~ 31.7 emu/cc로, x= 30 wt%의 경우 13.1 emu/cc에서 20.9 emu/cc로, 각각 1.6 및 1.5 향상되었음을 알 수 있다. VSM은 정적 속성을 측정하기 때문에 이러한 결과는 와전류의 변화와 같은 AC 효과에서 발생할 수 없다. 구체적으로, 도 5a은 FeSiAl 60 wt% 복합체와 FeSiAl 60 wt% + BTO 10 wt% 복합체의 포화 자속밀도를 비교한 결과이다. 포화 자속밀도가 거의 0의 수치를 가지는 DBTO와 WBTO 입자를 10 wt%만 첨가하였는데, 기존의 60 wt% FeSiAl의 포화 자속밀도보다 1.6배 증가한 것을 확인할 수 있다. 또한, 도 5b를 보면 FeSiAl 40 wt% 복합체 대비 FeSiAl 40 wt% + BTO 30 wt% 복합체는 포화 자속밀도가 1.5 상승한 것으로 확인되었다.To test this hypothesis, magnetic hysteresis curves of the composite and reference films were obtained for x = 10 wt % and 30 wt % in vibratory sample magnetometer (VSM) measurements (see Supplementary Materials) as shown in FIG. 5 . Due to the addition of DBTO particles, the saturation magnetization (MS) increased from ∼20.5 emu/cc to ∼31.7 emu/cc for x = 10 wt % and from 13.1 emu/cc to 20.9 emu/cc for x = 30 wt %. As a result, it can be seen that 1.6 and 1.5 were improved, respectively. Because VSM measures static properties, these results cannot arise from AC effects such as changes in eddy currents. Specifically, Figure 5a is a result of comparing the saturation magnetic flux density of the FeSiAl 60 wt% composite and FeSiAl 60 wt% + BTO 10 wt% composite. Only 10 wt% of DBTO and WBTO particles having a saturation magnetic flux density of almost 0 were added, and it can be seen that the saturation magnetic flux density of the existing 60 wt% FeSiAl is increased by 1.6 times. In addition, referring to FIG. 5b, it was confirmed that the saturation magnetic flux density was increased by 1.5 in the FeSiAl 40 wt% + BTO 30 wt% composite compared to the FeSiAl 40 wt% composite.

FeSiAl-WBTO 샘플의 자기 히스테리시스 곡선 또한 측정되었으며, 비교를 위해 도 5에 표시되어, DBTO에서의 산소 공석과 관련된 자유 전자 스핀과의 어떠한 유형의 자기 상호 작용에서도 향상된 MS가 발생하지 않음을 보여준다. 동일한 질량의 DBTO 및 WBTO 입자를 포함한 복합체는 유사한 수준의 포화 자화를 발생시키는 것을 통해, 기계적 응력이 지배적인 효과임이 확인되어 진다. 증가된 포화 자화는 동적 자기 특성에 도움이 되는 것으로 알려져 있으며, 레퍼런스 샘플과 비교하여 복합체의 고주파 투자율이 향상된다.The magnetic hysteresis curves of the FeSiAl-WBTO samples were also measured and displayed in Fig. 5 for comparison, showing that no type of magnetic interaction with free electron spins associated with oxygen vacancies in DBTO results in enhanced MS. Composites containing the same mass of DBTO and WBTO particles generate a similar level of saturation magnetization, confirming that mechanical stress is the dominant effect. It is known that the increased saturation magnetization is conducive to the dynamic magnetic properties, and the high-frequency permeability of the composite is improved compared to the reference sample.

이러한 결과는 BTO 입자를 추가하면 포화 자화가 감소한 것으로 나타났던 이전의 FeSiAl/BTO/Nd2Fe14B에 대한 보고와 대조되며, 이는 아마도 복합체를 준비할 때 적용된 응력의 부족으로 나타난 것으로 추정된다.These results contrast with the previous report on FeSiAl/BTO/Nd 2 Fe 14 B, in which the addition of BTO particles showed a decrease in saturation magnetization, presumably due to the lack of applied stress when preparing the composite.

(4) FeSiAl 플레이크-BTO 입자 복합체 세트의 투자율 및 유전율 분석(4) Analysis of Permeability and Permittivity of FeSiAl Flake-BTO Particle Composite Set

임피던스 분석기 (E4991A)로 복합체 및 레퍼런스 필름을 측정하여, DBTO 입자 추가로 인한 FeSiAl 복합체의 향상된 투자율 및 유전율을 확인하였다. 플레이크 정렬은 복합체에 대한 평면 내 및 평면 외 구성 요소로 구성된 샘플의 이방성 및 유효 유전율을 제공한다. 본 명세서에서 EM 파는 일반적으로 복합체의 상단 표면에 입사하므로 유전율 및 투자율의 면내 구성 요소가 측정되어 이후의 모든 분석에 사용되었다.By measuring the composite and reference film with an impedance analyzer (E4991A), the improved permeability and dielectric constant of the FeSiAl composite due to the addition of DBTO particles were confirmed. Flake alignment provides the anisotropy and effective permittivity of samples composed of in-plane and out-of-plane components to the composite. In this specification, the EM wave is generally incident on the top surface of the composite, so the in-plane components of permittivity and permeability were measured and used for all subsequent analyses.

도 6a는 x = 10 wt%, 30 wt%, 40 wt% 및 60 wt% 인 FeSiAl-DBTO 복합체에 대한 주파수 함수로서의 복합 투자율을 보여주는 것으로서, FeSiAl 플레이크와 DBTO, WBTO 입자를일정 비율로 혼합한 복합체 세트의 투자율의 실수, 허수부분을 1-1000 MHz 대역에서 FeSiAl 플레이크 복합체와 비교분석한 결과이다. 비교를 위해, 해당 레퍼런스 샘플의 복합 투자율은 검은색 선으로 표시되었다. FeSiAl 플레이크에 소량의 BTO 입자들을 첨가하게 되면 투자율 실수와 허수부분이 모두 기존의 FeSiAl 플레이크 투자율보다 MHz 대역에서 상승하는 것을 알 수 있다. 모든 FeSiAl-DBTO 복합체에 대해 투자율이 측정된 주파수에 대한 기준보다 높으며, DBTO 입자를 추가하면 와전류 억제 및 포화 자화 증가로 투자율을 향상시킬 수 있음을 확인할 수 있다. FeSiAl 부하가 감소된 샘플에서는 투자율의 절대값이 감소한 반면, 레퍼런스에 비해 투자율의 향상은 증가하였다. 1MHz에서 투자율의 실제 부분인 μ’의 향상 계수는 x = 10 wt%, 30 wt%, 40 wt% 및 60 wt%에 대해 각각 1.1, 1.5, 1.6 및 1.7이었으며, 이는 도 4b 및 4d의 복합체SEM 이미지에서 볼 수 있듯이, DBTO 입자의 더 높은 로딩으로 투자율이 향상되었음을 시사한다. 포화 자화 결과와 유사하게, FeSiAl-DBTO 및 FeSiAl-WBTO 복합체의 투자율 향상은 유사했다. 이것은 DBTO 및 WBTO 입자 세트가 동일한 크기 분포를 공유하기 때문에 향상된 투자율이 기하학에 의해 결정된다는 것을 확증하며, 그 효과는 비슷한 크기 분포를 가진 다른 비자성 입자로 확장될 수 있으므로, 따라서 더 적은 자성의 물질을 사용하여 동등한 자기 특성을 실현할 수 있다. 6a shows the composite permeability as a function of frequency for the FeSiAl-DBTO composites having x = 10 wt%, 30 wt%, 40 wt% and 60 wt%, in which FeSiAl flakes, DBTO, and WBTO particles are mixed in a certain ratio. It is the result of comparative analysis of the real and imaginary parts of the permeability of the set with the FeSiAl flake composite in the 1-1000 MHz band. For comparison, the composite permeability of the corresponding reference sample is indicated by the black line. It can be seen that when a small amount of BTO particles are added to FeSiAl flakes, both the permeability real and imaginary parts increase in the MHz band than the permeability of the existing FeSiAl flakes. For all FeSiAl-DBTO composites, the permeability is higher than the reference for the measured frequency, and it can be confirmed that the addition of DBTO particles can improve the permeability by suppressing eddy currents and increasing saturation magnetization. In the sample with reduced FeSiAl loading, the absolute value of permeability decreased, while the improvement of permeability increased compared to the reference. The enhancement coefficients of μ′, the actual fraction of permeability at 1 MHz, were 1.1, 1.5, 1.6 and 1.7 for x = 10 wt%, 30 wt%, 40 wt% and 60 wt%, respectively, which are the composite SEM of Figs. 4b and 4d. As can be seen in the image, it is suggested that the higher loading of DBTO particles improved the permeability. Similar to the saturation magnetization results, the permeability improvement of the FeSiAl-DBTO and FeSiAl-WBTO composites was similar. This confirms that the improved permeability is determined by the geometry because the DBTO and WBTO particle sets share the same size distribution, and the effect can be extended to other non-magnetic particles with similar size distribution, thus making the material less magnetic. can be used to achieve equivalent magnetic properties.

또한, 복합체에 대한 BTO 입자의 유전 효과를 평가하였다. 4 가지 복합체의 복합 유전율은 앞에서 설명한 것과 동일한 임피던스 분석기 (E4991A)를 사용하여 측정되었다. 도 6b는 FeSiAl 플레이크와 DBTO, WBTO 입자를 일정 비율로 혼합한 복합체 세트의 유전율의 실수, 허수부분을 1-1000 MHz 대역에서 FeSiAl 플레이크 복합체와 비교분석한 결과이며, 여기서 BTO의 도입으로 복합체의 유전율의 실수부 ε’ 및 허수부 ε”가 모든 질량비에 상응하는 FeSiAl 레퍼런스 샘플의 유전율보다 높아진다는 것을 확인할 수 있다. 이러한 증가는 BTO 입자의 고유한 복합 유전율이 높기 때문이다. 도 6b에서 DBTO와 WBTO 입자 간의 비교는 또한 BTO의 산소 결핍 공학이 복잡한 유전율을 더 조정할 수 있음을 보여준다. 1MHz에서 x = 10 wt%, 30 wt%, 40 wt% 및 60 wt% 인 DBTO (WBTO) 복합체에 대한 ε’의 향상 계수는 1.4 (1.4), 1.8 (1.7), 2.8 (2.5) 및 3.6 (3.2)이며, 각각의 레퍼런스와 비교되었다. DBTO 복합체의 향상 계수가 WBTO 복합체의 향상 계수보다 지속적으로 높음을 알 수 있다. 이는 BTO 입자의 산소 공석 제어가 유전율을 조정하는데 중요한 자유도를 제공할 수 있으며, 이는 굴절률과 임피던스 특성의 균형을 맞추는 데 유용할 수 있다. In addition, the dielectric effect of BTO particles on the composite was evaluated. The composite permittivity of the four complexes was measured using the same impedance analyzer (E4991A) as previously described. Figure 6b is the result of comparative analysis of the real and imaginary parts of the dielectric constant of the composite set in which FeSiAl flakes, DBTO, and WBTO particles are mixed at a certain ratio with the FeSiAl flake composite in the 1-1000 MHz band, where the dielectric constant of the composite with the introduction of BTO It can be seen that the real part ε' and the imaginary part ε” of are higher than the permittivity of the FeSiAl reference sample corresponding to all mass ratios. This increase is due to the high intrinsic complex permittivity of BTO particles. The comparison between DBTO and WBTO particles in Fig. 6b also shows that oxygen starvation engineering of BTO can further tune the complex permittivity. The enhancement coefficients of ε' for DBTO (WBTO) composites with x = 10 wt%, 30 wt%, 40 wt% and 60 wt% at 1 MHz were 1.4 (1.4), 1.8 (1.7), 2.8 (2.5) and 3.6 ( 3.2), and compared with each reference. It can be seen that the improvement coefficient of the DBTO composite is consistently higher than that of the WBTO composite. This can provide important freedom for controlling the oxygen vacancies of the BTO particles to tune the permittivity, which can be useful for balancing the refractive index and impedance properties.

(5) FeSiAl 플레이크-BTO 입자 복합체 세트의 유효 굴절률 분석(5) Analysis of effective refractive index of FeSiAl flake-BTO particle composite set

DBTO 입자의 첨가에 따른 투자율과 유전율의 동시 증가는, 실질적으로 더 높은 굴절률을 가진 효과적인 중간체를 실현하기 위해 사용될 수 있다. 본 발명자들은 도 7에서, 최대 1GHz까지, 4 개의 복합체 모두의 굴절률

Figure 112020137967773-pat00007
)을 표시하였다. 굴절률은 1MHz 이상의 광대 한 주파수 범위에서 비교적 일정하게 유지되고 투과성의 급격한 감소로 인해 1GHz에 도달하기 전에 급격히 떨어진다. 60 wt%, 40 wt%, 30 wt% 및 10 wt%의 FeSiAl이 포함된 레퍼런스 샘플의 경우 초기 굴절률 (1MHz)은 ~ 20, ~ 9.4, ~ 7 및 ~ 3.4이다. DBTO가 x = 10 wt%, 30 wt%, 40 wt%, 및 60 wt%로 추가되면 초기 굴절률은 1.3, 1.7, 2 및 2.4의 향상 계수에 해당하는 ~25, ~16, ~14 및 ~8.2로 향상된다. 도 6에 표시된 투자율 및 유전율 플롯에서 예상되어진대로, 감소된 FeSiAl 부하는 더 작은 절대 굴절률을 생성하지만, 상응하는 레퍼런스의 굴절률에 비해 향상이 증가한다. 결론적으로, FeSiAl 플레이크에 소량의 BTO 입자들을 첨가하여 복합체의 유효 굴절률이 모두 기존의 FeSiAl 플레이크 복합체 유효 굴절률보다 MHz 대역에서 상승하는 것을 알 수 있다.The simultaneous increase of magnetic permeability and dielectric constant with the addition of DBTO particles can be used to realize an effective intermediate with substantially higher refractive index. In Fig. 7, up to 1 GHz, we show the refractive index of all four composites.
Figure 112020137967773-pat00007
) is indicated. The refractive index remains relatively constant over a broad frequency range above 1 MHz and drops sharply before reaching 1 GHz due to a sharp decrease in transmittance. For reference samples containing 60 wt %, 40 wt %, 30 wt % and 10 wt % of FeSiAl, the initial refractive indices (1 MHz) are ∼20, ∼9.4, ∼7 and ∼3.4. When DBTO is added at x = 10 wt%, 30 wt%, 40 wt%, and 60 wt%, the initial refractive indices are ∼25, ∼16, ∼14, and ∼8.2 corresponding to enhancement coefficients of 1.3, 1.7, 2, and 2.4. is improved with As expected from the permeability and permittivity plots shown in Figure 6, the reduced FeSiAl loading produces a smaller absolute refractive index, but an increase in improvement over the corresponding reference refractive index. In conclusion, it can be seen that by adding a small amount of BTO particles to FeSiAl flakes, the effective refractive index of the composite all increases in the MHz band than the effective refractive index of the conventional FeSiAl flake composite.

(6) FeSiAl 플레이크-BTO 입자 복합체 세트의 마이크로웨이브 흡수 능력 분석(6) Analysis of the microwave absorption capacity of the FeSiAl flake-BTO particle composite set

향상된 굴절률을 달성하는 주요 이유는 흡수 필름 두께가 줄어들었기 때문이다. 본 발명자들은 측정된 복합 유전율 및 투자율로부터 x = 30 wt%의 대표적인 복합체 및 상응하는 레퍼런스 샘플의 반사 손실을 계산했다. 도 8a는 두께와 주파수의 함수로 계산된 두 필름의 반사 손실을 나타낸다. 다른 세 세트 (x = 10 wt%, 40 wt%, 60 wt%)의 비교는 도 9에 나타냈다. 도 8a에서 입자가 없는 경우 (오른쪽 패널)에 비해 DBTO 입자(왼쪽 패널)를 사용하면 최대 흡수를 위한 두께가 극적으로 감소하는 것을 볼 수 있다. 최대 흡수는 레퍼런스 샘플의 경우 13.5 mm 및 985 MHz, DBTO 입자가 있는 복합체의 경우 7.6 mm 및 885 MHz에서 발생하며, 이는 두께 대 파장 비율의 1.8 배 향상에 해당한다. 이 향상 비율은 870 MHz 내지 900 MHz 사이의 굴절률 평균 향상 비율 (1.7)과 상당히 일치한다. WBTO 입자에 비해 DBTO 입자의 유전율이 더 크다는 점에서 예상한 바와 같이, DBTO 입자가 있는 완전 흡수 복합체은 도 9에서와 같이 WBTO 입자를 사용하는 복합체보다 얇다. 이것은 BTO 입자의 산소 결핍 공학이 흡수 필름 두께를 더 미세 조정할 수 있음을 나타낸다. 본원의 복합체은 두께와 주파수에 국한된 완벽한 흡수(반사 손실 -60 dB)를 생성한다. 이 두께에서 벗어나면 도 10과 같이 반사 손실이 급격히 감소하며, 이것은 필름이 특별한 두께 감도를 발생시킨다는 것을 나타낸다. 반사 손실의 분리됨(이산성)을 이해하기 위해, 도 6b에, 두께와 주파수의 함수로 복합 파동 임피던스 매칭 조건을 제시하였다. 최대 흡수는

Figure 112020137967773-pat00008
=1 및
Figure 112020137967773-pat00009
=0인 경우에 해당하는 파동 임피던스가 공기와 일치할 때 발생한다. 도 8b로부터, 도 6a에 나타난 반사 손실 최소값에 해당하는 두께와 주파수에서 두 조건이 동시에 충족됨을 알 수 있다. 단일 지점에서 두 조건의 교차점은 자기 손실과 높은 투자율의 결과이며, 이것은 파동 임피던스의 상 이동을 도입한다. 파동 임피던스 매칭 조건에 대한 보다 명확한 설명을 위해, 도 8c는 임피던스 정합 복합 필름 두께 7.6 mm (왼쪽 패널)에서 반사 손실과 복합 파동 임피던스를 보여준다. 반사 손실 최소값은
Figure 112020137967773-pat00010
=1 및
Figure 112020137967773-pat00011
=0 충족되는 조건에서 만족되며, 반면 레퍼런스 샘플의 경우 복합 파동 임피던스는 동일한 두께(오른쪽 패널)에서 두 조건을 모두 놓친다는 것을 알 수 있으며, 이것은 상당한 반사 손실이 없는 결과를 초래한다.The main reason for achieving the improved refractive index is the reduced absorber film thickness. We calculated the return loss of a representative composite and corresponding reference sample of x = 30 wt % from the measured composite permittivity and permeability. Figure 8a shows the return loss of two films calculated as a function of thickness and frequency. A comparison of the other three sets (x = 10 wt %, 40 wt %, 60 wt %) is shown in FIG. 9 . It can be seen in Figure 8a that the thickness for maximum absorption is dramatically reduced with DBTO particles (left panel) compared to the absence of particles (right panel). The maximum absorption occurs at 13.5 mm and 985 MHz for the reference sample and at 7.6 mm and 885 MHz for the composite with DBTO particles, which corresponds to a 1.8-fold improvement in the thickness-to-wavelength ratio. This enhancement ratio is quite consistent with the refractive index average enhancement ratio (1.7) between 870 MHz and 900 MHz. As expected from the higher dielectric constant of DBTO particles compared to WBTO particles, the fully absorbent composite with DBTO particles was thinner than the composite using WBTO particles as shown in FIG. 9 . This indicates that oxygen starvation engineering of the BTO particles can further fine-tune the absorber film thickness. The composites herein produce perfect absorption (return loss -60 dB) that is limited to thickness and frequency. Outside of this thickness, the return loss decreases sharply, as shown in Figure 10, indicating that the film develops exceptional thickness sensitivity. In order to understand the separation (discrete) of the return loss, the complex wave impedance matching condition as a function of thickness and frequency is presented in Fig. 6b. the maximum absorption
Figure 112020137967773-pat00008
=1 and
Figure 112020137967773-pat00009
Occurs when the wave impedance corresponding to the case of =0 coincides with air. From FIG. 8B , it can be seen that both conditions are simultaneously satisfied at the thickness and frequency corresponding to the minimum return loss value shown in FIG. 6A . The intersection of the two conditions at a single point results in magnetic losses and high permeability, which introduces a phase shift in the wave impedance. For a clearer explanation of the wave impedance matching condition, Fig. 8c shows the return loss and the complex wave impedance at an impedance matching composite film thickness of 7.6 mm (left panel). The minimum return loss is
Figure 112020137967773-pat00010
=1 and
Figure 112020137967773-pat00011
It can be seen that the condition where =0 is satisfied, whereas for the reference sample the complex wave impedance misses both conditions at the same thickness (right panel), which results in no significant return loss.

(7)(7) FeSiAl 플레이크-BTO 입자 복합체 세트의 포화자속밀도 분석Analysis of Saturated Magnetic Flux Density of FeSiAl Flake-BTO Particle Composite Set

본 실험에서 사용한 건식공정 방법이 FeSiAl와 BTO입자들과 유사한 성질을 가진 다른 물질 들에도 적용이 되는지 추가 분석하였다. FeSiAl 플레이크는 각 화학원소의 비중에 따라 물질의 자성성질에 차이가 있다. 추가 분석에서는 본 실험에서 사용한 FeSiAl 플레이크와 다른 화학원소 비중을 가진 FeSiAl 플레이크를 사용하였고, 유전체 및 절연체의 역할을 한 BTO입자는 TiO2입자로 대체 사용하여 분석하였다. It was further analyzed whether the dry process method used in this experiment could be applied to other materials with similar properties to FeSiAl and BTO particles. FeSiAl flakes have different magnetic properties depending on the specific gravity of each chemical element. For further analysis, FeSiAl flakes with different chemical element specific gravity were used in this experiment, and BTO particles, which act as dielectrics and insulators, were analyzed by replacing them with TiO 2 particles.

도 11a 및 도 11b는 FeSiAl + TiO2 복합체들의 포화 자속밀도를 측정한 결과이다. 도면 11 a은 FeSiAl 60 wt% 복합체와 FeSiAl 60 wt% + TiO2 10 wt% 복합체의 포화 자속밀도를 비교한 결과이다. 포화 자속밀도가 거의 0의 수치를 가지는 TiO2 입자를 10 wt%만 첨가하였는데, 이 결과 역시 기존의 60 wt% FeSiAl의 포화 자속밀도보다 소폭 상승하는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 도 11b에 따르면, FeSiAl 40 wt% 복합체 대비 FeSiAl 40 wt% + TiO2 30 wt% 복합체는 포화 자속밀도가 40% 상승한 것으로 확인되었다. 따라서, 유전체 및 절연체의 역할을 하는 입자들을 FeSiAl 플레이크에 소량 첨가하여, 와전류 손실 억제함으로써 기존의 FeSiAl 자성성질을 더욱 보강할 수 있다는 본 실험의 가정은 건식공정 과정을 통해 BTO와 특정 FeSiAl 플레이크에 국한되지 않고 적용될 수 있음을 확인하였다.11a and 11b are results of measuring the saturation magnetic flux density of FeSiAl + TiO 2 composites. 11a is a result of comparing the saturation magnetic flux density of the FeSiAl 60 wt% composite and the FeSiAl 60 wt% + TiO 2 10 wt% composite. Only 10 wt% of TiO 2 particles having a saturation magnetic flux density of almost 0 were added, and this result also showed a slight increase compared to the saturation magnetic flux density of the existing 60 wt% FeSiAl. In addition, according to FIG. 11b, it was confirmed that the saturation magnetic flux density was increased by 40% in the FeSiAl 40 wt% + TiO 2 30 wt% composite compared to the FeSiAl 40 wt% composite. Therefore, the assumption of this experiment that the existing FeSiAl magnetic properties can be further reinforced by suppressing eddy current loss by adding small amounts of particles acting as dielectrics and insulators to FeSiAl flakes is limited to BTO and specific FeSiAl flakes through the dry process. It has been confirmed that it can be applied without

4. 결론4. Conclusion

본 발명자들은 강유전성 BTO 입자를 연자성 FeSiAl 플레이크 복합체에 혼합하면, 흡수 필름의 두께를 줄이고 두께 감도를 높이기 위한, 상기 복합체의 투자율과 유전율을 동시에 향상시킬 수 있음을 밝혔다. 유전율의 향상은 BTO 입자의 강유전성 기여에서 파생되므로 이해하기 쉽지만, 비자성 BTO 입자를 추가하여 투자율이 향상되는 흥미로운 효과는, 인접한 FeSiAl 플레이크 사이에 입자가 삽입되어 플레이크의 접촉을 방지하기 때문인 것으로 밝혀졌다. 상기 구성은 와전류 경로를 끊고, 플레이크에 포화 자화를 높이는 증가된 스트레스를 적용시킨다. 상기 두가지 효과는 BTO 입자가 없는 경우에 비해 효과적인 투자율을 향상시킨다. 산소 결함 공학은 유전율을 추가로 조정하여 복합체의 특성 임피던스와 굴절률의 균형을 맞추기 위한 편리한 자유도를 제공할 수 있다. 투자율과 유전율이 동시에 증가하면 굴절률이 크게 향상되어 필름 두께를 줄일 수 있다. 30 wt% DBTO 입자를 추가한 결과, 복합체의 두께를 거의 2 배까지 줄일 수 있음을 발견하였다. 또한 파동 임피던스 정합 조건이 흡수를 고정된 두께와 주파수로 국지화하여 매우 큰 반사 손실 값 (~ 60 dB)이 달성됨을 보여준다. BTO는 저렴한 강유전성 재료이고 BTO 입자의 간단한 혼합으로 인해 투자율이 향상되기 때문에, 이러한 결과는 유전체 또는 자기 대응물에 비해 두께가 상당히 감소된 고성능 EM 파장 흡수 필름의 개발에 흥미로운 가능성을 제시한다.The present inventors have found that when ferroelectric BTO particles are mixed into the soft magnetic FeSiAl flake composite, the magnetic permeability and the dielectric constant of the composite can be simultaneously improved to reduce the thickness of the absorbent film and increase the thickness sensitivity. Although the improvement in permittivity is easy to understand as it derives from the ferroelectric contribution of the BTO particles, the interesting effect of the increase in permeability by adding nonmagnetic BTO particles was found to be due to the intercalation of the particles between adjacent FeSiAl flakes, preventing the flakes from contacting. . This arrangement breaks the eddy current path and applies increased stress to the flakes which increases the saturation magnetization. The above two effects improve the effective permeability compared to the case without BTO particles. Oxygen defect engineering can further tune the dielectric constant to provide a convenient degree of freedom to balance the characteristic impedance and refractive index of the composite. When the magnetic permeability and the dielectric constant are increased simultaneously, the refractive index can be greatly improved and the film thickness can be reduced. As a result of adding 30 wt% DBTO particles, it was found that the thickness of the composite could be reduced by almost 2 times. We also show that the wave impedance matching condition localizes the absorption to a fixed thickness and frequency, so that very large return loss values (~60 dB) are achieved. Since BTO is an inexpensive ferroelectric material and the permeability is improved by simple mixing of BTO particles, these results suggest interesting possibilities for the development of high-performance EM wavelength-absorbing films with significantly reduced thickness compared to their dielectric or magnetic counterparts.

전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수도 있다.The above description of the present application is for illustration, and those of ordinary skill in the art to which the present application pertains will understand that it can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present application. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and likewise components described as distributed may also be implemented in a combined form.

본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위, 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present application is indicated by the following claims rather than the above detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims, and their equivalents should be construed as being included in the scope of the present application. .

Claims (16)

연자성 플레이크 및 유전체 입자를 포함하는, 연자성 플레이크 복합체로서,
상기 연자성 플레이크는 적층 구조로 배열되는 것이고,
상기 연자성 플레이크 사이에 유전체 입자들이 포함되는 것이며,
상기 유전체 입자에 의하여 상기 연자성 플레이크의 표면에 물리적 스트레스가 가해지고, 상기 연자성 플레이크의 원자 구조 변형이 나타나는 것인,
연자성 플레이크 복합체.
A soft magnetic flake composite comprising soft magnetic flakes and dielectric particles, comprising:
The soft magnetic flakes are arranged in a stacked structure,
Dielectric particles are included between the soft magnetic flakes,
Physical stress is applied to the surface of the soft magnetic flake by the dielectric particles, and the atomic structure deformation of the soft magnetic flake appears,
Soft magnetic flake composite.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 연자성 플레이크는 FeAlSi, Fe-Si 합금, Ni-Fe 합금, 및 MOx·Fe2O3에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것이고,
상기 M은 Ni, Mn 또는 Zn이고,
0≤x<3인,
연자성 플레이크 복합체.
The method of claim 1,
The soft magnetic flakes include at least one selected from FeAlSi, Fe-Si alloy, Ni-Fe alloy, and MO x ·Fe 2 O 3 ,
Wherein M is Ni, Mn or Zn,
0≤x<3,
Soft magnetic flake composite.
제 1 항에 있어서,
상기 유전체 입자는 BaTiO3-y ,TiO2-z, Si, Ge, Sn, SiC, S8, Se, Te, BN, BP, BAs, ZnO, ZnSe, ZnS, ZnTe, CuCl, Cu2S, PbSe, PbS, ObTe, SnS, SnS2, SnTe, B12As2, AlN, AlP, AlP, AlAs, AlSb, GaN, GaP, GaAs, GaSb, CdS, CdSe, CdTe, InGaP, InGaN, InN, InP, InAs, InSb, PbSeTe, Tl2SnTe5, Tl2GeTe5, Bi2Te3, Cd3P2, Cd3As2, Cd3Sb2, ZnsP2, Zn3As2, Zn3Sb2, Cu2O, CuO, UO2, UO3, Bi2O3, SnO2, SrTiO3, LiNbO3, La2CuO4, PbI2, MoS2, VO2, V2O3, GaSe, Bi2S3, NiO, CuInSe2, Ag2S, FeS2, Cu2ZnSnS4, CuZnSbS, Cu2SnS3, Si1-xGex, Si1-xSnx, AlxGa1-xAs, InxGa1-xAs, InxGa1-xP, AlxIn1-xAs, AlxIn1-xSb, GaAsN, GaAsP, GaAsSb, AlGaN, AlGaP, InGaN, InAsSb, InGaSb, AlGaInP, AlGaAsP, IGaAsP, InGaAsSb, InAsSbP, AlInAsP, AlGaAsN, InGaAsN, InAsAsN, GaAsSbN, GaInNAsSb, GaInAsSbP, CdZnTe, HgCdTe, HgZnTe, HgZnSe, 및 Cu(In,Ga)Se2 에서 선택되는 하나 이상의 물질을 포함하며,
0≤y<3이고, 0≤z<2인 것인,
연자성 플레이크 복합체.
The method of claim 1,
The dielectric particles are BaTiO 3-y , TiO 2-z , Si, Ge, Sn, SiC, S 8 , Se, Te, BN, BP, BAs, ZnO, ZnSe, ZnS, ZnTe, CuCl, Cu 2 S, PbSe , PbS, ObTe, SnS, SnS 2 , SnTe, B 12 As 2 , AlN, AlP, AlP, AlAs, AlSb, GaN, GaP, GaAs, GaSb, CdS, CdSe, CdTe, InGaP, InGaN, InN, InP, InAs , InSb, PbSeTe, Tl 2 SnTe 5 , Tl 2 GeTe 5 , Bi 2 Te 3 , Cd 3 P 2 , Cd 3 As 2 , Cd 3 Sb 2 , ZnsP 2 , Zn 3 As 2 , Zn 3 Sb 2 , Cu 2 O, CuO, UO 2 , UO 3 , Bi 2 O 3 , SnO 2 , SrTiO 3 , LiNbO 3 , La 2 CuO 4 , PbI 2 , MoS 2 , VO 2 , V 2 O 3 , GaSe , Bi 2 S 3 , NiO, CuInSe 2 , Ag 2 S, FeS 2 , Cu 2 ZnSnS 4 , CuZnSbS, Cu 2 SnS 3 , Si 1-x Ge x , Si 1-x Sn x , AlxGa 1-x As, InxGa 1-x As, In x Ga 1-x P, Al x In 1-x As, Al x In 1-x Sb, GaAsN, GaAsP, GaAsSb, AlGaN, AlGaP, InGaN, InAsSb, InGaSb, AlGaInP, AlGaAsP, IGaAsP, InGaAsSb, InAsSbP, Containing at least one material selected from AlInAsP, AlGaAsN, InGaAsN, InAsAsN, GaAsSbN, GaInNAsSb, GaInAsSbP, CdZnTe, HgCdTe, HgZnTe, HgZnSe, and Cu(In,Ga)Se 2 ,
0≤y<3, and 0≤z<2,
Soft magnetic flake composite.
제 4 항에 있어서,
상기 유전체 입자는 축방향 산소 결핍된 것인, 연자성 플레이크 복합체.
5. The method of claim 4,
wherein the dielectric particles are axially deoxygenated.
제 1 항에 있어서,
상기 연자성 플레이크와 상기 유전체 입자는 중량비는 8 : 1 내지 1 : 8인 것인, 연자성 플레이크 복합체.
The method of claim 1,
The soft magnetic flakes and the dielectric particles have a weight ratio of 8: 1 to 1: 8, the soft magnetic flake composite.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 연자성 플레이크 복합체는 마이크로웨이브를 흡수하는 것인, 연자성 플레이크 복합체.
The method of claim 1,
The soft magnetic flake composite will absorb microwaves, the soft magnetic flake composite.
제 1 항에 있어서,
상기 연자성 플레이크 복합체의 두께는 0.1 μm 내지 5 cm인 것인, 연자성 플레이크 복합체.
The method of claim 1,
The soft magnetic flake composite has a thickness of 0.1 μm to 5 cm.
제 1 항에 있어서,
상기 연자성 플레이크 복합체는 반사 손실 -10 dB 이하의 마이크로웨이브 흡수능을 갖는 것인, 연자성 플레이크 복합체.
The method of claim 1,
The soft magnetic flake composite will have a microwave absorption capacity of less than -10 dB of return loss, the soft magnetic flake composite.
(a) 유전체 입자 전구체 혼합물을 분쇄 후 열처리하여 유전체 입자를 제조하고; 및
(b) 연자성 플레이크 및 상기 유전체 입자를 고분자 매트릭스에 혼합하여 제조되는 혼합물에 열 프레스를 수행하여 연자성 플레이크 복합체를 수득하는 것
을 포함하는, 제 1 항, 및 제 3 항 내지 제 6 항, 및 제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 연자성 플레이크 복합체의 제조방법으로서,
상기 연자성 플레이크는 적층 구조로 배열되는 것이고,
상기 연자성 플레이크 사이에 유전체 입자들이 포함되는 것이며,
상기 연자성 플레이크 사이에 상기 유전체 입자들을 첨가하고 열 프레스함으로써, 상기 유전체 입자에 의하여 상기 연자성 플레이크의 표면에 물리적 스트레스가 가해지고, 상기 연자성 플레이크의 원자 구조 변형이 나타나는 것인, 연자성 플레이크 복합체의 제조방법.
(a) pulverizing the dielectric particle precursor mixture and then heat-treating to prepare dielectric particles; and
(b) performing a heat press on the mixture prepared by mixing the soft magnetic flakes and the dielectric particles in a polymer matrix to obtain a soft magnetic flake composite
A method for producing a soft magnetic flake composite according to any one of claims 1 to 6, and claims 8 to 10, comprising:
The soft magnetic flakes are arranged in a stacked structure,
Dielectric particles are included between the soft magnetic flakes,
By adding the dielectric particles between the soft magnetic flakes and heat pressing, a physical stress is applied to the surface of the soft magnetic flakes by the dielectric particles, and deformation of the atomic structure of the soft magnetic flakes appears. A method for preparing the composite.
제 11 항에 있어서,
건식 공정으로 수행되는, 연자성 플레이크 복합체의 제조방법.
12. The method of claim 11,
A method for producing a soft magnetic flake composite, which is performed by a dry process.
제 11 항에 있어서,
상기 (a)에서, 상기 열처리는 비활성 기체 분위기 하에서 수행되는 것인, 연자성 플레이크 복합체의 제조방법.
12. The method of claim 11,
In (a), the heat treatment is performed under an inert gas atmosphere, the method for producing a soft magnetic flake composite.
제 11 항에 있어서,
상기 (b)에서, 상기 혼합물을 담지하는 몰드의 형상에 따라 상기 연자성 플레이크 복합체의 형상이 결정되는 것인, 연자성 플레이크 복합체의 제조방법.
12. The method of claim 11,
In (b), the shape of the soft magnetic flake composite is determined according to the shape of the mold supporting the mixture, the method for producing a soft magnetic flake composite.
제 1 항, 및 제 3 항 내지 제 6 항, 및 제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 연자성 플레이크 복합체를 포함하는, 디바이스.
11. A device comprising the soft magnetic flake composite according to any one of claims 1 and 3 to 6 and 8 to 10.
제 15 항에 있어서,
상기 디바이스에서 상기 연자성 플레이크 복합체는 마이크로웨이브 흡수 기능을 수행하는 것인, 디바이스.
16. The method of claim 15,
wherein the soft magnetic flake composite in the device performs a microwave absorbing function.
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